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PNAS:蛋白质不懂夜的黑：错误的时间进食、错误的时间清醒所带来的伤害

点击次数：  更新时间：2018/5/23 14:42:11  

PNAS:蛋白质不懂夜的黑：错误的时间进食、错误的时间清醒所带来的伤害

   根据美国科罗拉多大学博尔德分校的一项新研究，“白天睡觉，夜晚清醒”这种看似“白天不懂夜的黑”的颠倒黑白状态，仅保持几天就足以破坏血液中超过100种蛋白质的水平和时间模式，包括那些会影响血糖、能量代谢以及免疫功能的蛋白质。该研究于5月21日发表在《美国国家科学院院刊（PNAS）》上。

   研究通讯作者、综合生理学系睡眠和时间生物学实验室负责人Kenneth Wright教授说：“研究告诉我们，当我们经历了时差或者几天的倒班工作之后，身体的正常生理机能就会快速发生变化，如果持续下去对身体是有严重危害的。”

   该研究首次研究了人类血液中的蛋白质水平（血浆蛋白质组）在一天24小时内是如何变化的，以及睡眠和进食时间对其有什么影响。

   这项研究还确定了30种不同的蛋白质，无论睡眠和进食时间，都会根据身体内部的昼夜节律发生变化。

   这项发现也能为夜间倒班工人开发出新的治疗方法。在全球的劳动力中，大约有20%的人是需要倒班的，他们患糖尿病和癌症的风险更高。这项研究还能够帮助医生根据生物钟精确地确定给药、疫苗接种和诊断测试的时间。

   研究第一作者、综合生理学系的博士后研究员Christopher Depner说：“如果我们知道受生物钟调节的蛋白质，我们就可以调整治疗时间，使治疗与这些蛋白质相匹配。”

   研究人员招募了6名20多岁的健康男性受测者。研究在科罗拉多大学的临床转化研究中心开展。受测者们的进食、睡眠、活动和光照都被严格控制。

   在第一天和第二天，受测者们采用正常的作息时间。之后，他们逐渐地过度到模拟倒夜班的作息模式，即在白天睡8个小时，而在夜间保持清醒并进食。

   研究人员每隔4小时采集他们的血液，并利用博尔德SSomaLogic公司最近开发的一种技术，来评估1129种蛋白质的水平和在一天中的时间模式。他们发现，在模拟倒夜班的情况下，129种蛋白质的模式出现了紊乱。

   Depner说：“在模拟倒班后的第二天，我们就已经观察到某些通常在白天达到峰值的蛋白质在夜间达到峰值，反之亦然。”其中一种蛋白质是胰高血糖素，它能促进肝脏将更多的糖送入到血液中。当受测者在夜间保持清醒时，本应该在白天达到峰值的血糖水平却在夜间升得比平时更高了。从长期角度来看，这种模式可以解释为什么倒班工人患糖尿病风险更高。

   这种模拟的倒班作息时间还降低成纤维细胞生长因子19的水平，这种蛋白质在动物模型中能够保持热量燃烧和能量消耗。当受测者的作息时间被打乱时，他们每分钟消耗的热量降低了10%。

   有30种蛋白质表现出了明确的24小时循环模式，大部分峰值在下午2点和9点之间。值得注意的是，基于血液测试的诊断（精准医疗非常依赖于此）非常受时间的影响。

   过去的研究关注特定器官中蛋白质编码基因的时间表达模式。通过研究血液中的蛋白质，研究人员能够更好地、更广泛地理解蛋白质随着时间的变化实时发生的情况。

   Depner和Wright指出，所有的受测对象都处在弱光环境中，所以光照（光线也会强烈影响生物钟系统）不会影响结果。即使在夜间没有接受电灯的照射，蛋白质模式的变化也是迅速和广泛的。

   Wright说：“这表明，问题不仅仅在于夜间光线不足。当人们在错误的时间进食或在错误的时间清醒，也会导致这种结果。”

原始出处：

Christopher M. Depner, Edward L. Melanson, Andrew W. McHill,et al.Mistimed food intake and sleep alters 24-hour time-of-day patterns of the human plasma proteome.PNAS May 21, 2018. 201714813; published ahead of print May 21, 2018. https://doi.org/10.1073/pnas.1714813115