编辑推荐：
身体内部的生物钟不仅决定我们什么时候睡觉，还决定我们肌肉愈合的速度。
身体的生物钟不仅决定了我们的睡眠时间，还影响着肌肉的修复速度。一项由西北大学医学院开展的小鼠研究发表于今日的《Science Advances》，表明肌肉损伤在身体自然清醒时段发生时修复得更快。
该研究结果可能对轮班工作者具有重要意义，并可能有助于理解衰老和肥胖的影响，研究资深作者、西北大学费因伯格医学院生物化学与分子遗传学助理教授Clara Peek表示。
该研究还可能有助于解释时差和夏令时变化等干扰如何影响昼夜节律和肌肉恢复。
在我们身体的每个细胞中，都有形成分子生物钟的基因。这些生物钟基因编码一组转录因子，调节身体中的许多过程，并将其与一天中的适当时间对齐。睡眠/觉醒行为、代谢、体温和激素——所有这些都具有昼夜节律性。
研究方法
Peek实验室的先前研究发现，小鼠在正常清醒时段发生肌肉损伤时，肌肉组织再生得更快。当小鼠在正常睡眠时段经历肌肉损伤时，愈合速度则会减慢。
在当前研究中，Peek及其合作者试图更好地理解肌肉干细胞内的昼夜节律钟如何根据一天中的时间来调控再生过程。
为了进行研究，Peek及其合作者在一天中的不同时间对受损和未受损的小鼠肌肉进行了单细胞测序。他们发现，一天中的时间会影响干细胞中的炎症反应水平，这些干细胞会向中性粒细胞发送信号——中性粒细胞是肌肉再生中的“第一响应者”先天免疫细胞。
“我们发现，当小鼠在清醒时段受伤时，细胞之间的信号传递在受伤后立即变得更强，”Peek说，“这是一个令人兴奋的发现，进一步证明了肌肉再生的昼夜节律调控是由干细胞与免疫细胞之间的相互作用决定的。”
科学家们还发现，肌肉干细胞的生物钟也会影响损伤后烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的产生。NAD+是一种存在于所有细胞中的辅酶，对身体能量的产生至关重要，并参与数百种代谢过程。
接下来，利用一种经过基因改造的小鼠模型，该模型专门在肌肉干细胞中增强NAD+的产生，研究团队发现NAD+能够诱导炎症反应和中性粒细胞的募集，从而促进肌肉再生。
研究意义
Peek表示，这些发现可能特别有助于理解衰老和肥胖中出现的昼夜节律失调。
“与衰老和代谢综合征（如肥胖和糖尿病）相关的昼夜节律失调也与肌肉再生能力的减弱有关，”Peek说，“现在，我们可以问：这些昼夜节律失调是否会导致这些情况下肌肉再生能力的下降？它们又是如何与免疫系统相互作用的？”
未来方向
展望未来，Peek及其合作者希望进一步明确NAD+如何诱导免疫反应，以及这些反应在疾病中是如何改变的。
“许多昼夜节律生物学研究都集中在单个细胞类型的生物钟上，且在没有应激的情况下进行，”Peek说，“直到最近，我们才有了足够的技术来研究细胞间的相互作用。试图理解在应激和再生条件下不同昼夜节律钟如何相互作用，这确实是一个令人兴奋的新领域。
生物通微信公众号
生物通 版权所有
