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美容觉真的存在,华人学者顶级研究证实,昼夜节律影响胶原蛋白合成

发布于 2020-01-17 20:21:08 浏览量 (85)

随着社会和经济的发展,人们生活节奏越来越快,时钟就显得十分重要,大多数时候,手机、手表等使我们确定当下具体的时间,从而安排好接下来的事情。

钟表不过是近代的发明,再往前便是日晷、沙漏等精确度欠佳的计时工具。实际上,我们每个人体内都有着一个特殊的时钟——生物钟,然而一直以来我们却对它知之甚少。

2017年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位在生物钟研究领域做出了杰出贡献的科学家,三位获奖者发现了世界上第一个生物钟基因,自此之后,昼夜节律生物学已经发展成为一个广泛而高度活跃的研究领域,这也对人类的健康和幸福有着重要影响。

近日,国际顶级学术期刊 Nature Cell Biology 杂志发表了一篇与生物钟现象相关的研究论文——Circadian control of the secretory pathway maintains collagen homeostasis。

该论文的通讯作者为英国曼彻斯特大学孟庆军教授和Karl Kadler教授,该研究表明昼夜节律可以影响胶原蛋白的合成、分泌和降解,因此,破坏昼夜节律会让胶原蛋白纤维堆积,使其结构紊乱、弹性减弱和强度下降,从而影响皮肤质量

胶原蛋白是脊椎动物体内最丰富的一种分泌蛋白,持续存在并且基本不更新,由于胶原蛋白在人体内含量极其丰富,其承担的功能也极为重要,胶原蛋白也常常作为保健品和美容护肤品。

然而,近年来有研究证实胶原蛋白并不是一成不变的:成纤维细胞在机械力或激素的刺激下,会合成分泌胶原蛋白。

之前有研究发现:血液中胶原蛋白合成和降解存在昼夜节律此外,在软骨组织(主要由胶原蛋白构成)中,特异性破坏生物钟将导致关节软骨进行性退化和椎间盘纤维化等软骨疾病的发生。这也引起了本论文研究者们的注意,同时也促使他们去研究胶原蛋白的合成和分解与昼夜节律关联性的具体机制。

研究人员通过电子显微镜在小鼠跟腱中观察到三种直径不同的胶原蛋白纤维——D1(<75nm)、D2(75-150nm)和D3(>150nm)。通过分析统计,研究人员发现纤维直径较小的D1和D2在白天数量较多,在光照开始后7小时左右达到顶峰,且在黑暗环境下数量慢慢减少,4小时后达到低谷;而纤维直径最大的D3则恰好与之相反,表明三种胶原纤维之间存在着合成和降解的动态关系,且呈现出昼夜节律性

研究人员进一步探究这一现象的具体原因。研究人员发现,SEC61、TANGO1、PDE4D和VPS33B这四种蛋白会顺着昼夜节律依次表达,调控前胶原蛋白从内质网到细胞质膜的运输过程。

研究人员在小鼠模型中发现了胶原蛋白合成和降解的昼夜节律现象——夜间合成前胶原蛋白,白天合成胶原纤维。此外,组织蛋白酶K(CTSK)也呈现出昼夜节律性表达,从而有节律地降解胶原蛋白,维持胶原蛋白的稳态

接下来,研究人员通过基因敲除技术构建了Scx-Cre:Bmal1 lox/lox KO小鼠模型(在跟腱和尾部缺乏生物钟相关分子)。与野生型小鼠相比,这些KO小鼠的肌腱更厚,弹性更小,负荷更大。除此之外,研究人员证明核心昼夜节律基因——NR1D1和CRY1/2的激动剂SR9009和KL001可以导致异常胶原纤维的合成和胶原蛋白积累

昼夜节律紊乱在现代社会十分常见,流行病学数据清楚地表明,昼夜节律紊乱与一系列疾病有关,包括代谢性疾病、心血管疾病和癌症等这些疾病与纤维化相关,因而胶原纤维内稳态的改变也可能是病理学的一个组成部分。

这项研究证实了昼夜节律对胶原纤维合成和降解动态平衡的重要性同时也为昼夜节律失调相关疾病的治疗药剂的开发提供了新的思路。

这项研究告诫我们,熬夜不仅伤身伤神,还会破坏你的胶原蛋白,所以,与其花钱买面膜,还不如早睡早起,保持良好的昼夜节律,睡个美容觉。

论文链接:
https://doi.org/10.1038/s41556-019-0441-z

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