研究表明，暴露在日光下可增強免疫系統(tǒng)

有沒有發(fā)現(xiàn)自己在熬夜或上夜班后與正常的睡眠模式不同步？您可能正在經(jīng)歷科學家所說的社交時差.

該術(shù)語描述了我們的內(nèi)部生物鐘（晝夜節(jié)律）與我們的社交時間表之間的錯位。

與不規(guī)律的睡眠模式和不一致的日光照射相關(guān)的社交時差越來越普遍，并且已經(jīng)與免疫系統(tǒng)減弱有關(guān).

例如，輪班工作會擾亂我們的晝夜節(jié)律顯示有負面影響關(guān)于我們抵抗感染的能力。

這些觀察結(jié)果強化了這樣一種觀點，即通過定期暴露在日光下來保持強勁的晝夜節(jié)律有助于健康的免疫系統(tǒng)。

但是免疫系統(tǒng)如何知道什么時候是白天呢？這正是我們的研究，今天發(fā)表在 Science Immunology 上，已揭開。我們的研究結(jié)果最終可能為治療炎癥疾病帶來益處。

感染的第一響應者

晝夜節(jié)律是地球上所有生命的基本特征。據(jù)信，它們是在大約 25 億年前進化而來的，使生物體能夠適應與 24 小時太陽日相關(guān)的挑戰(zhàn)。

在分子水平上，這些晝夜節(jié)律是通過稱為晝夜節(jié)律時鐘的基因編碼的多分量計時器編排的。已知幾乎所有細胞都具有生物鐘的組成部分。但是，人們對它們?nèi)绾卧诓煌募毎愋椭邪l(fā)揮作用以調(diào)節(jié)其行為知之甚少。

在實驗室中，我們使用斑馬魚（寵物店常見的小型淡水魚）作為模式生物來了解我們對細菌感染的免疫反應。

我們使用斑馬魚幼蟲，因為它們的基因組成和免疫系統(tǒng)與我們的相似。此外，它們具有透明的身體，因此很容易在顯微鏡下觀察生物過程。

我們專注于一種稱為”中性 粒 細胞“，一種白細胞。我們對這些細胞感興趣，因為它們專門殺死細菌，是感染的第一反應者，并且是我們體內(nèi)最豐富的免疫細胞。

由于中性粒細胞是壽命非常短的細胞，因此從人類血液中分離的中性粒細胞在實驗中非常困難。然而，對于透明的幼蟲斑馬魚，我們可以拍攝它們，以直接觀察這些細胞在完全完整的動物體內(nèi)是如何運作的。

細胞可以判斷現(xiàn)在是不是白天

我們的初步研究表明，對細菌感染的免疫反應強度在動物活躍的白天達到頂峰。

我們認為這代表了一種進化反應，為人類和斑馬魚提供了生存優(yōu)勢。由于人類和斑馬魚等晝夜活動動物在白天最活躍，因此它們更容易遇到細菌感染。

這項工作讓我們很好奇，想知道這種增強的免疫反應是如何與日光同步的。通過制作中性粒細胞在一天中的不同時間殺死細菌的電影，我們發(fā)現(xiàn)它們在白天殺死細菌的效率比晚上更高。

然后，我們對中性粒細胞進行基因編輯，通過小心去除特定的時鐘組件來關(guān)閉它們的生物鐘。這是一種類似于從 analogue clock 中刪除重要齒輪的方法，因此它不會再滴答作響。

這導致發(fā)現(xiàn)這些重要的免疫細胞具有一個內(nèi)部的光調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律時鐘，可以提醒細胞白天（類似于鬧鐘）。這增強了它們殺死細菌的能力。

我們的下一個挑戰(zhàn)是準確了解中性粒細胞是如何檢測到光的，以及人類中性粒細胞是否也依賴這種內(nèi)部定時機制來調(diào)節(jié)其抗菌活性。

我們也很好奇這種殺滅機制是否僅限于某些類型的細菌，例如我們在白天更有可能遇到的細菌。還是對所有感染威脅（包括病毒感染）的更普遍的反應？

這項研究為開發(fā)靶向中性粒細胞晝夜節(jié)律時鐘以調(diào)節(jié)細胞活性的藥物提供了潛力。鑒于中性粒細胞是第一個也是最豐富的免疫細胞被募集到炎癥部位，這一發(fā)現(xiàn)對許多炎癥狀況具有非常廣泛的影響。

這里描述的研究由博士生 Lucia Du 和 Pramuk Keerthisinghe 領(lǐng)導，是霍爾實驗室與奧克蘭大學醫(yī)學與健康科學學院由 Guy Warman 和 James Cheeseman 領(lǐng)導的時間生物學研究小組之間的合作。

克里斯·霍爾， 免疫學副教授，奧克蘭大學 Waipapa Taumata Rau

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