昼夜节律影响肌肉修复

新的研究结果表明，肌肉损伤在身体的自然清醒时段发生时愈合得更快，这对轮班工作者以及了解衰老和肥胖的影响具有重要意义。

什么是新的

西北大学范伯格医学院的一项新研究在小鼠中发现，肌肉损伤在身体自然清醒时段发生时愈合得更快。

为什么重要

该研究结果发表在《科学进展》杂志上，可能对轮班工作者有影响，并有助于理解衰老和肥胖的影响。资深作者、西北大学范伯格医学院生物化学和分子遗传学助理教授克拉拉·皮克说：“在我们每个细胞中，都有形成分子昼夜钟的基因。这些时钟基因编码一组转录因子，调节全身许多过程，并将它们与适当的时间对齐。例如睡眠/觉醒行为、代谢、体温和激素——这些都是昼夜节律。”

研究是如何进行的

皮克实验室之前的发现表明，当小鼠在正常清醒时段受伤时，肌肉组织再生速度更快。而当小鼠在通常的睡眠时段受伤时，愈合速度较慢。

在这项研究中，皮克及其合作者试图更好地了解肌肉干细胞内的昼夜钟如何根据一天中的不同时间调控再生。他们对不同时间段受伤和未受伤的小鼠肌肉进行了单细胞测序，发现一天中的时间影响了干细胞中的炎症反应水平，这些干细胞会向中性粒细胞（肌肉再生中的“第一响应者”先天免疫细胞）发出信号。

皮克说：“我们发现，在小鼠清醒期间受伤后，细胞间的信号传递明显更强。这是一个令人兴奋的发现，进一步证明了肌肉再生的昼夜调控是由干细胞-免疫细胞之间的相互作用决定的。”

研究人员还发现，肌肉干细胞钟也会影响受伤后的NAD+生成，NAD+是一种存在于所有细胞中的辅酶，对体内能量产生至关重要，并参与数百种代谢过程。

接下来，使用一种通过增强肌肉干细胞中的NAD+生成的转基因小鼠模型，科学家们发现NAD+诱导炎症反应并招募中性粒细胞，从而促进肌肉再生。

下一步

皮克说，这些发现特别有助于理解衰老和肥胖中的昼夜节律紊乱。“与衰老和代谢综合征（如肥胖和糖尿病）相关的昼夜节律紊乱也与较差的肌肉再生能力有关。现在我们可以问：这些昼夜节律紊乱是否会导致这些状况下较差的肌肉再生能力？这如何与免疫系统相互作用？”

未来，皮克及其合作者希望确定NAD+如何诱导免疫反应，以及这些反应在疾病中的变化。

“很多昼夜生物学研究集中在单个细胞类型中的分子钟，且在无压力的情况下。直到最近，我们还没有足够的技术来充分研究细胞间相互作用。尝试理解在应激和再生条件下不同的昼夜钟如何相互作用，是一个非常令人兴奋的新领域。”皮克说。

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