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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)

量子位 2022/2/23 14:41:20 責(zé)編:汪淼

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

▲ 《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)

▲ 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?Aβ42 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)。

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