本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
我们的睡眠模式、饮食习惯、体温和激素水平都受到身体昼夜节律时钟的节奏活动驱动。跨时区旅行或轮班工作可能会打乱这些节律,可能导致睡眠问题、躁郁症、代谢综合征甚至癌症。缺乏方便可靠的方法来监测内部时钟的活动,严重限制了对昼夜节律相关疾病的研究,但现在,科学家报告说,他们可以通过分析一个人的拔下的头发来轻松追踪昼夜节律。这一发现有一天可能有助于医生诊断和治疗患有昼夜节律功能障碍的患者。
身体的主时钟位于大脑中称为下丘脑的区域,它由光线设定,光线激活负责保持该计时器正确滴答作响的时钟基因。在过去的十年中,科学家们发现,大脑以外的器官(如皮肤、肝脏和胰腺)也通过时钟基因表达的24小时波动来跟踪时间。之前的研究试图监测血细胞或口腔内壁细胞的分子计时,但这些方法在技术上具有挑战性。
为了开发一种更简单、无创的方法来记录昼夜节律,由日本山口大学时间研究研究所的Akashi Makoto领导的研究人员从志愿者的头部或下巴拔下头发,并分析了毛囊细胞中的时钟基因表达。他们本周在《美国国家科学院院刊》上在线报告说,毛囊细胞中昼夜节律基因表达的模式准确反映了受试者的行为节律,“表明该策略适合评估人类外周昼夜节律时钟。”
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当研究人员在为期三周的时间里观察六名轮班工人的时钟基因时,他们发现所有受试者的基因表达和活动时间表平均滞后五个小时。研究人员推测,这种异常模式不仅可能导致昼夜节律紊乱,还可能增加心脏病发作、中风和猝死的风险。
研究人员在论文中写道:“由于昼夜节律时钟功能障碍会导致各种人类疾病,因此表征昼夜节律起搏器对于预测和预防这些疾病具有重要价值。” 他们总结道:“对毛囊细胞中时钟基因表达的定性评估……可能是研究临床环境中人类昼夜节律时钟的有效方法。”
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