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阳光是免疫力“充电器”,新研究揭秘日光抗菌奥秘

你是否发现熬夜或上夜班后,身体节奏总是不对劲?这可能是“社交时差”在作祟。社交时差指的是我们的生物钟(昼夜节律)与日常作息时间不一致的现象。

不规律的睡眠和不稳定的日光照射会导致社交时差,这种现象越来越常见,并与免疫力下降密切相关。例如,轮班工作会干扰生物钟,研究证实这会削弱我们抵抗感染的能力。因此,规律的日光照射有助于维持健康的生物钟,从而增强免疫系统。

那么,免疫系统如何感知白天?霍尔实验室与奥克兰大学医学与健康科学学院由 Guy Warman 和 James Cheeseman 领导的时间生物学研究小组发表在《科学免疫学》上的最新研究揭示了这一机制,未来或将为治疗炎症疾病带来新希望。

免疫系统的“第一卫兵”昼夜节律是地球生命的核心特征,约25亿年前进化而成,帮助生物适应24小时的太阳日。在分子层面,昼夜节律由基因编码的“生物钟”调控。几乎所有细胞都含有生物钟组件,但它们如何在不同细胞中发挥作用,科学家知之甚少。

研究小组以斑马鱼作为研究模型,探索免疫系统对细菌感染的反应。斑马鱼的基因和免疫系统与人类相似,且幼虫透明,便于显微镜观察。我们聚焦于“中性粒细胞”,一种负责杀死细菌的白细胞,是感染时的“第一响应者”,也是体内最丰富的免疫细胞。由于中性粒细胞寿命短,从人类血液中分离研究较为困难,但在透明的斑马鱼幼虫中,研究小组能直接观察其行为。

细胞如何感知白天?研究发现,免疫系统对细菌感染的反应在白天最为强烈。这可能是一种进化优势,因为人类和斑马鱼等昼行性动物在白天更活跃,接触细菌的机会更高。通过拍摄中性粒细胞在不同时间杀死细菌的过程,研究小组发现它们在白天的杀菌效率远高于夜间。

随后,研究小组通过基因编辑“关闭”中性粒细胞的生物钟,类似于拆掉时钟的关键齿轮。结果显示,这些细胞拥有一个光调节的昼夜节律时钟,能在白天“唤醒”细胞,增强其杀菌能力。

接下来,研究小组将研究中性粒细胞如何感知光线,以及人类的中性粒细胞是否也依赖类似机制。此外,这种机制是否仅针对白天常见的细菌,或对病毒等其他威胁也有效,仍需探索。

这项发现为开发针对中性粒细胞生物钟的药物提供了可能。由于中性粒细胞是炎症反应的主要参与者,这一机制对多种炎症疾病的治疗具有深远意义。

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