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【Science子刊】熬夜会改变肿瘤免疫微环境,加快癌细胞增殖
2020/10/15 14:01:07 | 浏览:254 | 评论:0
生物钟又称生理钟,它是生物体内的一种无形的“时钟”,调节着生物体生命活动的内在节律性。近日,一项新研究表明,生物钟被打乱会阻碍人体的自然免疫防御,改变肿瘤微环境,促使肿瘤的生长。

【Science子刊】熬夜会改变肿瘤免疫微环境,加快癌细胞增殖

  2017年诺贝尔生理学或医学奖授予Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash 和 Michael W. Young,以彰他们在昼夜节律的分子机制方面的发现。

【Science子刊】熬夜会改变肿瘤免疫微环境,加快癌细胞增殖

  研究昼夜节律,在医学上有着十分重要的意义,并对生物学的基础理论研究起着促进作用。最近有一项新研究表明,慢性时差(chronic jet lag)会改变肿瘤细胞周围的微环境,使其对肿瘤的生长更有利,也阻碍了人体的自然免疫防御。

  该研究由弗吉尼亚理工学院弗兰林生命科学研究所副教授Carla Finkielstein和阿根廷国立基尔梅斯大学的教授Diego Golombek领导,并于10月14日发表在《科学进展》杂志,题为“Circadian disruption promotes tumor-immune microenvironment remodeling favoring tumor cell proliferation”。

【Science子刊】熬夜会改变肿瘤免疫微环境,加快癌细胞增殖

  先前科学家已经证明,频繁跨时区,以及轮班工作都与癌症风险增加有关,但是人们还不清楚昼夜节律的紊乱如何降低人体在分子尺度上抑制癌细胞生长的能力。
  Finkielstein说:“这项研究的一个重要结论是,如果有人患有增生性疾病(如黑色素瘤),在这种情况下,还在轮班工作或定期改变时区,那么身体的免疫系统会被削弱,肿瘤的生长会加剧。这项研究也有助于解释:为什么当一个人暴露在环境和生物钟失调的慢性应激条件下时,肿瘤就会占上风。”
  人体中的每一个细胞都有自己的一套分子钟,包括一系列基因、蛋白质和信号化学物质,它们决定了细胞生长、分裂和衰变的速度。在癌细胞中,这些生物钟经常被改变,这使得肿瘤能够自行设定快速、无限制的增殖速度。
  人体的主要生物钟位于大脑中,受外界光线的调控,并发送信号以同步遍布全身的外围时钟。当我们对白天和黑夜的感知由于不规则的明暗间隔而变得混乱时,我们的内部时钟和环境就会紊乱,正如这项研究所显示的,这可能会在细胞水平上产生微妙而显著的后果。
  研究人员想知道慢性时差如何影响癌细胞周围的微环境,并对两组注射了黑色素瘤细胞的老鼠进行了研究。第一组作为对照,暴露于正常的昼夜节律:12小时的光照和12小时的黑暗。第二组模拟了慢性时差,明暗暴露每两天偏移六小时,效果相当于每周在21个时区漫游。

  一个月后,科学家观察到,慢性时差组小鼠的肿瘤大约是对照组的三倍。

【Science子刊】熬夜会改变肿瘤免疫微环境,加快癌细胞增殖

慢性时差时间表下肿瘤生长和动物存活的特征

  他们还检测了肿瘤周围微环境,以及产生免疫细胞的脾脏和肝脏的样本。研究人员发现,两组小鼠免疫系统对肿瘤的反应方式截然不同。例如,在慢性时差组中,巨噬细胞等不同类型的免疫细胞水平出现反转,使其更倾向于促使肿瘤生长。
  同样,其他免疫细胞和分子(包括细胞因子)的节律也被破坏。即使肿瘤没有扩散到附近的器官,肝脏或脾脏中,科学家们也观察到这两个器官的免疫系统昼夜节律变化都受到了抑制。
  Golombek说:“我们将两种不同的时间生物学研究方法结合起来,研究了昼夜节律失调对肿瘤生长和免疫节律的影响,并找到了联系。机体需要免疫细胞和免疫体液因子的最佳节律来抑制肿瘤的快速生长。但当昼夜节律被长期破坏时,这些节律会受损、倒置或完全消失,这可能有助于解释为什么慢性时差组小鼠的肿瘤明显更大。”

  Finkielstein和Golombek计划继续研究免疫基因和细胞周期基因与癌症的关系。(转化医学网360zhyx.com)


参考资料:
【1】https://medicalxpress.com/news/2020-10-scientists-jet-lag-conditions-impair.html
【2】https://advances.sciencemag.org/content/6/42/eaaz4530

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