Nature揭祕:為什麼上夜班的人更容易肥胖和患胃腸道疾病?因為免疫細胞“迷路”了

Nature揭秘:為什麼上夜班的人更容易肥胖和患胃腸道疾病?因為免疫細胞“迷路”了

圖片來源: CC0 Public Domain

過往研究表明,輪班工作的人更容易出現某些長期健康問題。比如說,那些長時間夜班工作的人患潰瘍、某些癌症、代謝性疾病、肥胖和胃腸道疾病的風險較高。

究竟是什麼原因導致了這一現象呢?研究人員一直在探究其背後的機制。之前的大多數研究試圖將生理過程與大腦晝夜節律時鐘(生物鐘)的活動聯繫起來,其中晝夜節律時鐘是根據日光循環而產生的。

Nature揭秘:为什么上夜班的人更容易肥胖和患胃肠道疾病?因为免疫细胞“迷路”了

Henrique Veiga-Fernandes

現在,來自葡萄牙里斯本的查帕利莫德未知中心(Champalimaud Centre for the Unknown)的Henrique Veiga-Fernandes團隊發現,一組免疫細胞(3型先天淋巴細胞,ILC3)的功能直接受大腦晝夜節律鍾控制。而ILC3在控制代謝、炎症和其他生物過程中具有強大的作用。相關研究結果發表在《Nature》雜誌上。

Nature揭秘:为什么上夜班的人更容易肥胖和患胃肠道疾病?因为免疫细胞“迷路”了

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1579-3

“睡眠不足或者睡眠習慣的改變,很可能對健康造成嚴重的影響,從而導致一系列免疫疾病,比如說腸道炎症,”首席研究員Veiga-Fernandes說,“我們首先要了解的是,

腸道內的免疫細胞是否受到生物鐘的影響。

主時鐘和小時鐘

人體幾乎所有的細胞都有一個內部的遺傳機制,通過表達所謂的“時鐘基因”來遵循晝夜節律。時鐘基因的工作原理就像小時鐘,告訴細胞一天的時間,從而幫助細胞共同組成的器官和系統預測將要發生的事情,例如,是否到了吃飯或睡覺的時間。值得注意的是,即使這些生物鐘是自主的,它們仍然需要和大腦中的主時鐘同步,以確保“每一拍都在同一節奏上”。

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“身體內部的細胞沒有關於外部光線的直接信息,這意味著單個細胞時鐘可能會關閉,”Vega - fernandes解釋說,“大腦的主時鐘負責接收關於日光的直接信息,它的任務是同步體內所有的細胞小時鐘,使所有系統同步,這對我們的健康至關重要。”

在腸道中存在的各種免疫細胞中,研究小組發現,ILC3特別容易受到其時鐘基因的干擾。“ILC3在腸道中履行著重要的功能:它們對抗感染,控制腸道上皮細胞的完整性,並指導脂質吸收,”Vega - fernandes解釋說,“當我們打亂它們的生物鐘時,腸道中ILC3的數量顯著減少,導致嚴重的炎症發生,破壞腸道屏障,增加脂肪的堆積。”

這些結果促使研究小組去探究,為什麼腸道中ILC3的數量會受到大腦主時鐘的影響?

免疫細胞迷路了

當研究小組分析打亂大腦的晝夜節律是如何影響ILC3中不同基因的表達時,他們發現,大腦晝夜節律循環的破壞阻止了一個重要信號到達ILC3時鐘基因。

具體來說,為了定位到腸道,ILC3需要在細胞膜上表達一種蛋白質,這種蛋白質起著分子“郵政編碼”的作用。這個“編碼”指示腸道內的“臨時居民”ILC3遷移的位置。沒有來自大腦晝夜節律的信號,ILC3無法表達這種“編碼”,這意味著它們無法到達目的地。

這些結果非常令人興奮,因為它們闡明瞭為什麼經常在夜間活動的人更容易患腸道疾病。

“這種機制是進化適應的一個很好的例子,”Vega - fernandes說,“在白天的活動期,也就是進食的時候,大腦的生物鐘會降低ILC3的活性,以促進健康的脂質代謝。但是,在進食的過程中,ILC3活性的降低也會導致腸道易受損傷。所以在晚上進食期結束後,大腦的生物鐘指示ILC3回到腸道,執行防禦和修復任務。”

“如此一來,晚上工作的人可能患有炎症性腸道疾病就不足為奇了。” Vega - fernandes繼續說道,“這個特定的神經—免疫軸受大腦主時鐘的良好調節,我們任何習慣的改變都會對這些重要的免疫細胞產生直接影響。

結語

所以,保持充足的睡眠,不要輕易改變自己的睡眠習慣,不然免疫細胞迷路了,我們就有苦果子吃了。

End

[1] How sleepless nights compromise the health of your gut

[2] Could this mechanism explain why sleepless nights affect gut health?

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