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未老先呆,這鍋熬夜真的要背:生物鐘影響阿爾茨海默癥的機(jī)制被發(fā)現(xiàn) 2022-02-23 16:53:26  來(lái)源:36氪

不得不說(shuō),在讓我們好好睡覺(jué)這件事上,科學(xué)家們真的費(fèi)心了。

這不,他們?cè)僖淮握撟C當(dāng)人們作息規(guī)律紊亂時(shí),大腦中與阿爾茨海默癥(老年癡呆)密切相關(guān)的淀粉樣蛋白Aβ42將不能被及時(shí)清除。

這種蛋白大量積累將會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元發(fā)生損傷,進(jìn)一步損害大腦。

而調(diào)節(jié)這種變化的關(guān)鍵,是一種蛋白聚糖——它會(huì)附著巨噬細(xì)胞表面,影響Aβ42被清理的情況。

當(dāng)?shù)鞍拙厶歉街吭礁?,巨噬?xì)胞就越不能正常工作。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在睡眠條件下,這種蛋白聚糖的含量會(huì)降低,Aβ42可以被很好清理。

也就是說(shuō),你熬的每一個(gè)夜里,腦子里積累的“癡呆誘導(dǎo)素”就越多一些。

熬夜越猛,癡呆越早?

所以,還熬嗎?

蛋白聚糖是“計(jì)時(shí)器”

此次的研究大致可分為兩部分。

科學(xué)家們首先從分子機(jī)制層面論證,Aβ42在人體內(nèi)的水平確實(shí)會(huì)隨著晝夜節(jié)律發(fā)生變化。

然后,他們找到了控制這種變化的“計(jì)時(shí)器”是兩種蛋白聚糖。

我們先來(lái)看實(shí)驗(yàn)的前半部分。

此前研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),熬夜和阿爾茨海默癥之間存在雙向關(guān)系,比如許多阿爾茨海默癥患者在患病多年前已經(jīng)出現(xiàn)睡眠障礙。

這可能是吞噬Aβ42的巨噬細(xì)胞受到了晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)。

《工作細(xì)胞》中的巨噬細(xì)胞姐姐

研究人員為了論證這一理論,采用BMDM吞噬作用測(cè)定法,對(duì)Aβ42進(jìn)行熒光標(biāo)記,以此來(lái)確定生物鐘是否會(huì)起到調(diào)節(jié)作用。

BMDM是從小鼠骨髓內(nèi)提取出的一種巨噬細(xì)胞,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為模擬晝夜交替、在培養(yǎng)皿中觀察40小時(shí)內(nèi)Aβ42沉淀量變化情況。

結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后16-20小時(shí)之間,Aβ42的沉淀量最高;在30小時(shí)左右時(shí),沉淀量最低。

由此不難看出,Aβ42被吞噬是在隨著晝夜節(jié)律波動(dòng)。

Aβ42變化情況(圖B\C中縱軸為Aβ42被吞噬量)

接下來(lái),科學(xué)家們對(duì)這些巨噬細(xì)胞進(jìn)行了詳細(xì)分析。

結(jié)果發(fā)現(xiàn),有兩種蛋白聚糖的含量變化與這一規(guī)律相關(guān),它們分別是硫酸肝素蛋白聚糖(HSPG,heparan sulfate proteoglycan)和硫酸軟骨素蛋白聚糖(CSPG,chondroitin sulfate proteoglycan)。

數(shù)據(jù)顯示,在Aβ42沉淀多時(shí),HSPG和CSPG的含量更高;反之,在Aβ42被大量清理時(shí),HSPG和CSPG的含量很低。

通過(guò)進(jìn)一步研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這是由于蛋白聚糖HSPG會(huì)隨著生物鐘的變化在吞噬細(xì)胞表面聚集。

從下圖中可以看到,模擬白天的情況下,HSPG的含量一直居高不下,對(duì)應(yīng)Aβ42的沉淀量也很高。

在處理時(shí)間為12小時(shí)(CT12)、進(jìn)入夜間后,HSPG含量降低,對(duì)應(yīng)Aβ42的沉淀量也在降低。

此項(xiàng)研究的通訊作者Jennifer Hurley表示,顯然Aβ42的積累是隨著晝夜節(jié)律變化的。

不過(guò),目前研究還未能揭示為什么這些蛋白聚糖會(huì)影響巨噬細(xì)胞清理Aβ42。

但它還是為治療阿爾茨海默癥提供了一種新的治療思路:

是不是人為提高晝夜節(jié)律的頻率,就能增強(qiáng)Aβ42蛋白的清理了呢?

大腦:球球你別熬了

如果說(shuō)這一項(xiàng)研究結(jié)果,還是無(wú)法阻攔你熬夜的心。

那么,下面還有許多研究都能表明,熬夜這件事代價(jià)極大。

此前,Science上曾發(fā)表一篇論文表示,深度睡眠是大腦“清理垃圾”的重要途徑。

波士頓大學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)十余名23-33歲之間的受試者觀察研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在睡眠期間,人體血液會(huì)節(jié)奏性地從腦部流出,每當(dāng)有大量血液流出時(shí),腦脊液就會(huì)趁機(jī)進(jìn)入大腦,代謝出腦部沉積下的“垃圾”。

我們?nèi)缟咸岬降腁β42蛋白就是其中之一。

另一方面,熬夜還會(huì)影響DNA損傷的修復(fù)

要知道,DNA損傷得不到修復(fù),就很有可能引發(fā)基因突變甚至癌變。

Cell子刊《Molecular Cell》上的一項(xiàng)研究指出,人在內(nèi)的多種生物平時(shí)積累的DNA損傷,會(huì)在睡眠狀態(tài)下被加速修復(fù)。

為了能夠修復(fù)這些損傷,我們的身體甚至有一套機(jī)制來(lái)喊你睡覺(jué)。

……

當(dāng)然,如果你堅(jiān)持長(zhǎng)期熬夜,也不一定會(huì)得老年癡呆——

因?yàn)殚L(zhǎng)期熬夜很可能沒(méi)有機(jī)會(huì)活到老年(doge)。

論文地址

https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009994

參考鏈接

[1]https://news.rpi.edu/content/2022/02/10/clearance-protein-linked-alzheimer%E2%80%99s-controlled-circadian-cycle

[2]https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/science.aaz5191

本文來(lái)自微信公眾號(hào)“量子位”(ID:QbitAI),作者:明敏,36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

關(guān)鍵詞: 阿爾茨海默

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