
圖片來自:itb.biologie.hu-berlin.de。
天亮醒,天黑困,到了飯點(diǎn)想吃飯,這些看似稀松平常的事情其實(shí)都受到生物節(jié)律的調(diào)控。生物節(jié)律(Circadian)來源于拉丁文,意思是“about a day”(大約一天)。經(jīng)過在地球上億萬年的進(jìn)化,人的內(nèi)源性日節(jié)律——也就是生物鐘——和地球自轉(zhuǎn)周期同步,大約為24小時(shí)。
生物鐘能夠追蹤時(shí)間變化并對環(huán)境產(chǎn)生“預(yù)知性”反應(yīng)。打比方來說,即使離開了鐘表、日照等時(shí)間提示,人和動物還是能夠在內(nèi)源性生物鐘的指引下“自發(fā)”地產(chǎn)生節(jié)律行為,例如睡眠、覺醒等。
只是現(xiàn)代人越來越豐富的夜生活與無規(guī)律的作息習(xí)慣正在破壞著生物節(jié)律。而有研究表明,擾亂生物鐘可能會增加乳腺癌的發(fā)生率。
節(jié)律紊亂癌癥發(fā)
流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),夜班較多或夜間工作時(shí)間較長的女性,乳腺癌發(fā)病率有輕度升高。從癌癥預(yù)后來看,生物節(jié)律紊亂者的預(yù)后明顯不如節(jié)律正常者。
對此,一種解釋認(rèn)為,夜間過度暴露于燈光之下會導(dǎo)致褪黑素分泌減少(褪黑素參與調(diào)控睡眠、免疫、衰老等多方面生理活動,其分泌具日節(jié)律,夜間達(dá)到最高濃度水平),從而增加了癌癥易感性。
但褪黑素的減少究竟是如何增加癌癥易感性的,科學(xué)家們尚未找到肯定的答案。
激素說不滿意,基因說來幫忙
激素水平的解釋尚難令人滿意,基因水平的研究結(jié)果給出了一部分答案。
生物鐘的功能是通過某些組織特異性基因的節(jié)律表達(dá)來一步步實(shí)現(xiàn)的,而這些基因被稱作生物鐘基因。
研究者們發(fā)現(xiàn)生物鐘基因Per1,Per2在乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)明顯異常。大多乳腺癌患者PER1蛋白的表達(dá)都是降低的,這可能是由于外界干預(yù)(節(jié)律紊亂)導(dǎo)致其啟動子甲基化所導(dǎo)致。而由于PER1蛋白參與DNA損毀修復(fù),因此實(shí)驗(yàn)室條件下PER1蛋白的過度表達(dá)能夠抑制癌細(xì)胞系的生長。
目前已知雌激素受體α亞型(ER-α)的表達(dá)失控會導(dǎo)致乳腺癌的發(fā)生,而PER2蛋白能夠與之結(jié)合并降低其轉(zhuǎn)錄活性及產(chǎn)物水平從而減少癌癥的發(fā)生。動物實(shí)驗(yàn)也表明,Per2基因敲除可導(dǎo)致惡性淋巴瘤的發(fā)生。與之相反,若是讓Per2基因在癌細(xì)胞中異位表達(dá),則癌細(xì)胞的生長、分裂會受到抑制,甚至被誘導(dǎo)凋亡。
從以上結(jié)果來看,Per1和Per2基因可能在細(xì)胞中起到了抑制癌變的作用。
除此之外,一些細(xì)胞周期基因的表達(dá)也受到生物鐘的調(diào)控,生物節(jié)律的改變可能會引起這些基因表達(dá)紊亂從而使得細(xì)胞分化出現(xiàn)異常,最終導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。
節(jié)律給藥效果好
雖說目前對生物鐘影響癌癥發(fā)生的具體通路大多停留在假說階段,近年內(nèi)通過生物鐘基因治療進(jìn)行癌癥干預(yù)的可能性尚??;但如何根據(jù)節(jié)律給藥,達(dá)到藥物最好療效并盡量避免副作用的產(chǎn)生,正是目前臨床研究的熱點(diǎn)。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)非霍奇金淋巴瘤等多種癌癥存在對藥物敏感的時(shí)間窗,窗內(nèi)給藥能顯著增加藥物對癌細(xì)胞的特異消除。超過30種抗癌藥在不同時(shí)間點(diǎn)攝入其藥效差異可高達(dá)50%。5-氟尿嘧啶等抗癌藥的節(jié)律注射已經(jīng)在臨床上顯現(xiàn)出非常好的藥效并且能夠降低副作用的發(fā)生。
盡管抗癌藥的節(jié)律給藥仍多處于臨床實(shí)驗(yàn)階段,但以上結(jié)果還是讓人們看到了明亮的希望。
正文之外的小知識:
生物鐘的三大特點(diǎn):
- 可調(diào)控:生物節(jié)律可接受外源信息并與之同步;
- 自我維持:即使在沒有任何外源刺激的前提下,它仍能夠保持其節(jié)律性;
- 相對溫度不敏感:在一般常溫下即使溫度發(fā)生一些變化生物鐘的節(jié)律并不受影響(否則想象一下,一個(gè)降溫,節(jié)律就變了,直接hold不住?。。?,當(dāng)然冬夏如此大的溫差對生物鐘的年節(jié)律是有作用的。