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蛋白質組學對理解人體生理學，開發健康生物標誌物和精密醫學具有很大的意義。但是，血漿蛋白質組的量會隨著時間的變化而變化，並受晝夜視交叉上核腦時鐘調節，通過褪黑激素節律進行評估，在很大程度上很難明確。研究人員評估了白天和夜間正常晝夜節律與晝夜顛倒的晝夜節律的血漿蛋白組分。其結果令人震驚。
根據新的科羅拉多大學的數據，整夜保持清醒狀態和整天睡眠可以破壞血液中超過100種蛋白質的水平和時間模式，這包括那些影響血糖，能量代謝和免疫功能的蛋白質。這個研究發表在最近的“PNAS”雜誌上。
“這告訴我們，當我們遇到時差或者幾個夜班的工作時，我們會很快改變我們的正常生理機能，如果持續下去會危害我們的健康，”睡眠和時間生物學實驗室主任，綜合生理學系教授Kenneth Wright說道。該研究是首次研究人體血液中蛋白質水平（也稱為血漿蛋白質組）在24小時內變化的情況，並且改變了睡眠和進餐時間對他們的影響。
血樣收集時間表
研究人員招募了6名健康男性受試者，他們在20多歲時在CU的臨床轉化研究中心度過了6天，在那裡他們的膳食，睡眠，活動和光照都受到嚴格控制剛開始他們堅持正常的時間表。
然後，他們逐漸過渡到模擬的夜班工作模式，他們在白天有八小時的睡眠機會，並整夜呆在那裡吃飯。研究人員每四小時抽血一次，並使用最近由Kenneth Wright開發的SomaLogic技術，評估1,129種蛋白質的水平和時間模式。他們發現了129個蛋白質在晝夜顛倒時被破壞。
晝夜變化與血糖
“在生物鐘錯位的第二天，我們已經開始看到白天在夜間達到高峰的蛋白質，反之亦然，”Depner說。其中一種蛋白質是胰高血糖素，它促使肝臟將更多的糖推入血液中。
當受試者在夜間保持清醒時，水平在夜間激增，而且在較高水平達到頂峰。長期來看，這種模式有助於解釋為什麼夜班工作者的糖尿病患病率更高，Depner說。
模擬夜班時間表也降低了成纖維細胞生長因子19的水平，這在動物模型中已經顯示出可以促進卡路里燃燒或能量消耗。這與下述發現一致：當受試者的日程安排不對齊時，受試者每分鐘燃燒的熱量減少10％.30種蛋白質顯示24小時週期清醒，大部分時間在2點到下午9點之間達到峰值。
該研究的結論體現了在診斷性血液檢測方面的時間問題，“Wright說。以前的研究已經研究了蛋白質編碼基因的特定時間表達模式。通過研究血液中的實際蛋白質，研究人員可以研究更廣泛的陣列，並更好地瞭解實時發生的情況，Depner說。
他指出，他們將所有研究對象保持在昏暗的光線條件下，這樣儘管沒有夜間電子發光，但蛋白質模式的變化卻迅速而廣泛，“這表明問題不僅僅是在夜間光線不足，而且還會影響晝夜節律系統。研究者說：“當人們在錯誤的時間吃東西，或者在錯誤的時間醒來，也可能產生此後果”。
參考文獻：
Christopher M. Depnera, Edward L. Melansonb. Mistimed food intake and sleep alters 24-hour time-ofday patterns of the human plasma proteome
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