晝夜節律是一種內(nei) 源性的計時係統（生物鍾），幾乎所有的動物都遵循與(yu) 日出日落有關(guan) 的晝夜節律。這些受自然光影響的節律，控製著機體(ti) 一係列生物過程，包括激素分泌、代謝循環和對病原體(ti) 的免疫保護，也誘導了我們(men) 充滿節律的自然行為(wei) ，如吃飯和睡覺。一旦逆其道而行之，身體(ti) 就會(hui) 變得脆弱。

　　此前，發表在《PLOS Computational Biology》上的一項研究闡明了不規律的作息時間與(yu) 免疫係統受損有關(guan) ，進而影響了身體(ti) 抵抗感染的能力。

　　近日，發表在 Cell 上的一項新研究中，來自美國德克薩斯大學西南醫學中心（UTSW）的研究團隊同樣告訴我們(men) ，免疫係統並不是“時刻準備著”，它也被晝夜節律所調控。

　　該研究表明，身體(ti) 抵抗感染的能力會(hui) 在一天中起起落落，在應該睡覺的時間最弱。所以說，你要熬夜，你要吃夜宵，但你的免疫係統不會(hui) 陪著你一起，而在這種情況下，你更容易受到感染。

　　生物鍾是一個(ge) 轉錄因子網絡，幾乎存在於(yu) 所有的組織中，並通過來自大腦核心時鍾的神經元和激素信號與(yu) 環境光的周期同步，在一個(ge) 約24小時的周期內(nei) 驅動有節律的基因表達，從(cong) 而預測和應對環境的變化。

　　已知熬夜或慢性睡眠中斷與(yu) 人免疫力減弱有關(guan) 。例如，與(yu) 白天工作的人相比，上夜班的人對細菌和病毒感染的易感性更高。然而，對這一問題的致病機製還未被闡明。

　　在哺乳動物中，進食行為(wei) 會(hui) 使自己暴露於(yu) 與(yu) 食物和環境相關(guan) 的微生物中。為(wei) 了防止感染，腸上皮細胞會(hui) 產(chan) 生先天免疫效應因子，包括分泌大量的抗菌蛋白（AMP），但產(chan) 生AMP的代價(jia) 是昂貴的，因為(wei) 需要耗費掉大量能量。這也就意味著，腸道先天免疫存在高峰和低穀。

　　研究人員推測腸道內(nei) 的抗菌免疫力同樣會(hui) 遵循晝夜節律變化。為(wei) 此，他們(men) 研究了在小鼠腸道中產(chan) 生的對抗食源性疾病的天然抗菌蛋白的表達節律。

　　他們(men) 通過小鼠實驗發現腸道菌群和生物鍾協同產(chan) 生了腸道先天免疫的晝夜節律。具體(ti) 而言，小鼠的進食行為(wei) 促進了腸道分段絲(si) 狀菌（SFB）節律性地附著於(yu) 腸上皮，並驅動上皮細胞信號傳(chuan) 導和轉錄激活因子3（STAT3）的表達和激活振蕩，從(cong) 而產(chan) 生了一種被稱為(wei) 再生胰島衍生蛋白3γ（REG3G）的抗菌分子在夜間的含量更高（此時為(wei) 夜行性動物的活躍狀態）；而在白天睡眠時含量較少。但在無菌小鼠體(ti) 內(nei) ，無論白天還是晚上，REG3G基本上都不存在。

　　分段絲(si) 狀細菌（SFB）通常存在於(yu) 齧齒動物、非人靈長類動物以及人體(ti) 腸道內(nei) 。具有附著於(yu) 腸道內(nei) 壁並改變其宿主基因活性的獨特能力。

　　通過進一步的實驗表明，這些細菌在動物進食期間附著在其腸內(nei) 壁上，也許是為(wei) 了攝取營養(yang) 。研究人員發現，當它們(men) 附著時，REG3G在腸道中的產(chan) 量急劇上升。

　　晝夜節律對小鼠抵抗感染的能力產(chan) 生了重大影響。當研究人員用細菌感染正常小鼠時，他們(men) 發現，在白天（睡眠時間），這些小鼠的細菌負荷和死亡率更高。然而，對於(yu) 體(ti) 內(nei) 不能產(chan) 生REG3G的小鼠而言，無論什麽(me) 時間被感染，其細菌負荷和死亡率都同樣高。

　　研究人員表示，進食行為(wei) 的改變或許是一個(ge) 致病因素。如果進一步的研究表明這種現象也發生在人類身上，那麽(me) 科學家可以利用這種機製，製定更有效的定時治療幹預策略，包括什麽(me) 時間接種疫苗更有效。

　　研究通訊作者、UTSW免疫學係副教授Lora Hooper說：“這項研究結果讓我在半夜起來準備到冰箱裏找些吃的的時候要三思了，因為(wei) 那正是我腸道防禦能力最弱的時候，吃富含細菌的食物可能是危險的。”

　　論文鏈接：

　　https：//doi.org/10.1016/j.cell.2021.07.001

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