英國(guó)的研究人員發(fā)現(xiàn)人體脂肪細(xì)胞有自己的內(nèi)部時(shí)鐘和晝夜節(jié)律，影響細(xì)胞生物化學(xué)的關(guān)鍵代謝功能和核心方面。由薩里大學(xué)時(shí)間生物學(xué)和綜合生理學(xué)讀者喬納森約翰斯頓領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家表示，他們?cè)谌祟?lèi)志愿者研究中的結(jié)果提供了可能具有臨床意義的新見(jiàn)解。“因此，晝夜節(jié)律計(jì)時(shí)系統(tǒng)與人體生理學(xué)和治療相關(guān)途徑的許多核心方面有著密切的關(guān)系，”他們?cè)诳茖W(xué)報(bào)告中發(fā)表的論文中寫(xiě)道，該報(bào)告的標(biāo)題是“ 轉(zhuǎn)錄組揭示的人類(lèi)白色脂肪組織中的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié) ” 代謝網(wǎng)絡(luò)分析。“

研究人員解釋說(shuō)，人體新陳代謝的許多方面都表現(xiàn)出日常變化，而這些變化部分歸因于人體內(nèi)置的晝夜節(jié)律計(jì)時(shí)系統(tǒng)。這種內(nèi)部節(jié)律系統(tǒng)包括大腦內(nèi)下丘腦的中央“主”時(shí)鐘，以及存在于所有身體主要組織中的晝夜節(jié)律鐘的集成網(wǎng)絡(luò)。晝夜節(jié)律中斷是代謝生理異常的原因，并且與肥胖和夜班工作的其他有害生理方面有關(guān)。研究小組寫(xiě)道：“人類(lèi)時(shí)鐘彼此之間以及環(huán)境的錯(cuò)位被認(rèn)為是肥胖和與輪班工作相關(guān)的相關(guān)病癥的主要原因。”

據(jù)估計(jì)，近一半的所有小鼠基因在至少一種組織中表現(xiàn)出晝夜節(jié)律表達(dá)譜，并且這些基因中的許多基因?qū)τ谏砉δ苁遣豢苫蛉钡摹Ｈ欢?，進(jìn)行類(lèi)似的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究以研究人體中的節(jié)律性基因表達(dá)并不容易，因?yàn)槲覀儾荒軓难阂酝獾拿總€(gè)人體組織中取樣。

最近的研究主要集中在調(diào)查人體脂肪或白色脂肪組織(WAT)基因表達(dá)的晝夜節(jié)律，薩里大學(xué)團(tuán)隊(duì)招募了7名人類(lèi)志愿者。參與者都是男性，在實(shí)驗(yàn)室外經(jīng)歷了受監(jiān)管的睡眠 - 覺(jué)醒周期和用餐時(shí)間，然后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在那里他們保持相同的睡眠 - 覺(jué)醒和進(jìn)餐時(shí)間。然后參與者經(jīng)歷了37小時(shí)的“恒定常規(guī)”，在此期間，在暗 - 暗，快速進(jìn)食和睡眠 - 覺(jué)醒周期中沒(méi)有變化。“在常規(guī)常規(guī)方案中揭開(kāi)晝夜節(jié)律可以消除/最小化環(huán)境中的節(jié)律變化，攝食行為和睡眠 - 覺(jué)醒生理，這些已知會(huì)影響24小時(shí)的節(jié)奏，”該團(tuán)隊(duì)指出。

他們每六個(gè)小時(shí)對(duì)每位參與者的脂肪組織進(jìn)行活組織檢查，以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。結(jié)果確定了脂肪組織中的727個(gè)基因，這些基因表達(dá)了自己的晝夜節(jié)律，與光或攝食等外部影響無(wú)關(guān)。大約三分之一的基因在早晨表現(xiàn)出峰值，其他三分之二在晚上達(dá)到峰值。許多基因參與了關(guān)鍵的代謝功能。早晨峰值轉(zhuǎn)錄物包括與調(diào)節(jié)基因表達(dá)和核酸相關(guān)的基因的轉(zhuǎn)錄物，而在晚上達(dá)到峰值的基因轉(zhuǎn)錄物與氧化還原活性和有機(jī)酸代謝相關(guān)。正如可以預(yù)料的那樣，“人類(lèi)皮下白色脂肪中最常見(jiàn)的節(jié)律過(guò)程是與脂肪酸代謝相關(guān)的過(guò)程，”作者寫(xiě)道。有趣的是，比較人類(lèi)脂肪的基因轉(zhuǎn)錄物結(jié)果與人類(lèi)血液和動(dòng)物脂肪中先前的節(jié)律轉(zhuǎn)錄研究結(jié)果，表明晝夜節(jié)律基因只有部分重疊。在小鼠白色脂肪組織中表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性的32個(gè)轉(zhuǎn)錄本在該團(tuán)隊(duì)的人類(lèi)脂肪研究中也被分類(lèi)為節(jié)律性的，而在人類(lèi)和獨(dú)立的狒狒白色脂肪組織數(shù)據(jù)集中僅有14個(gè)基因是節(jié)律性的。人體脂肪數(shù)據(jù)與之前人體血液數(shù)據(jù)的比較發(fā)現(xiàn)了14種常見(jiàn)的節(jié)律基因。在小鼠白色脂肪組織中表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性的32個(gè)轉(zhuǎn)錄本在該團(tuán)隊(duì)的人類(lèi)脂肪研究中也被分類(lèi)為節(jié)律性的，而在人類(lèi)和獨(dú)立的狒狒白色脂肪組織數(shù)據(jù)集中僅有14個(gè)基因是節(jié)律性的。人體脂肪數(shù)據(jù)與之前人體血液數(shù)據(jù)的比較發(fā)現(xiàn)了14種常見(jiàn)的節(jié)律基因。在小鼠白色脂肪組織中表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性的32個(gè)轉(zhuǎn)錄本在該團(tuán)隊(duì)的人類(lèi)脂肪研究中也被分類(lèi)為節(jié)律性的，而在人類(lèi)和獨(dú)立的狒狒白色脂肪組織數(shù)據(jù)集中僅有14個(gè)基因是節(jié)律性的。人體脂肪數(shù)據(jù)與之前人體血液數(shù)據(jù)的比較發(fā)現(xiàn)了14種常見(jiàn)的節(jié)律基因。

“人類(lèi)脂肪組織常見(jiàn)的晝夜節(jié)律基因和至少一個(gè)血液數(shù)據(jù)集參與了細(xì)胞功能的基本過(guò)程; 即晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)，代謝過(guò)程，轉(zhuǎn)錄和翻譯，“作者寫(xiě)道。“人類(lèi)和小鼠脂肪組織中晝夜節(jié)律轉(zhuǎn)錄組之間的低重疊可能源于物種差異以及脂肪庫(kù)的不同生理特性。”

該團(tuán)隊(duì)還通過(guò)觀察分子相互作用和代謝途徑，研究了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的功能性后果。結(jié)果支持脂肪晝夜節(jié)律在脂肪酸代謝，核酸代謝和細(xì)胞功能的其他關(guān)鍵方面如檸檬酸循環(huán)中起關(guān)鍵作用的建議。“計(jì)算機(jī)途徑分析進(jìn)一步表明了脂質(zhì)和核酸代謝的晝夜調(diào)節(jié); 它還預(yù)測(cè)了晝夜變化，“他們說(shuō)。“這些新發(fā)現(xiàn)表明晝夜節(jié)律過(guò)程與人類(lèi)白色脂肪組織細(xì)胞代謝中的特定和關(guān)鍵代謝途徑有關(guān)。”

“由脂肪細(xì)胞組成的組織不僅儲(chǔ)存多余的能量，它們是活躍的代謝組織，充滿(mǎn)了自己的節(jié)奏，”約翰斯頓說(shuō)。“這是我們第一次能夠識(shí)別人體脂肪中的這種節(jié)律。這為我們提供了有關(guān)人體新陳代謝在一天中如何變化的更多信息，以及可能為什么身體在白天和晚上以不同方式處理食物的原因