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南师大教授刘畅研究发现能控制生物钟的“开关”

来源:南报网
摘要:每个人的体内都有一个生物钟,虽然看不见摸不着,但它却通过控制能量、警惕性、生长、情绪和衰老的影响来调节器官和活动、休息周期。一旦生物钟紊乱,肥胖、脂肪肝、糖尿病、高血压等疾病便会接踵而来。有没有一种开关可以控制生物钟,可以随时将它调回正常档位。南京师范大学分子细胞生物学研究所教授、江苏省分子医学生......

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每个人的体内都有一个生物钟,虽然看不见摸不着,但它却通过控制能量、警惕性、生长、情绪和衰老的影响来调节器官和活动、休息周期。一旦生物钟紊乱,肥胖、脂肪肝、糖尿病高血压等疾病便会接踵而来。有没有一种开关可以控制生物钟,可以随时将它调回正常档位?

南京师范大学分子细胞生物学研究所教授、江苏省分子医学生物技术重点实验室主任刘畅通过长达6年的研究,发现一种名为Baf60a的基因是控制肝脏和心血管生物钟的开关。通过控制这个开关,实验小鼠的脂肪肝和心血管疾病在72小时之内就神奇的消失了。近日,刘畅刚获评2011-2012年度“江苏省十大青年科技之星”,而且以35岁成为其中最年轻的一位。

人体数万基因,三成受生物钟影响

“地球自转产生昼夜变化,人的生理活动也呈现昼夜变化的节律,这就是生物钟。”刘畅介绍说,人体中有数万种基因,其中3成受生物钟影响。美国科学家曾做过实验:小鼠是一种昼伏夜出的动物,如果夜里给小鼠喂高脂肪的食物,怎么喂小鼠都不长胖,而一旦换成白天喂食,仅仅两三个月时间,小鼠立刻胖成球形。“这个实验表明,不在于给小鼠吃什么,而在于什么时间吃,这就是生物钟的影响。”

生物钟紊乱带来的危害远不止这么简单。刘畅说,有临床调查证明,长期熬夜的人会导致生物钟紊乱,患肿瘤等疾病的风险高于常人7-10倍。比如,开夜车的出租车司机容易患前列腺疾病,而经常上夜班的护士患乳腺癌的风险则高得多。有人认为,如果长期上夜班,让身体适应昼夜颠倒,或者上完夜班,第二天再补足睡眠,生物钟是不是可以调整过来了?刘畅否定了这一说法,“影响生物钟的决定因素是基因,一旦基因紊乱,怎么补觉都调整不过来。必须要调整基因本身。”

神奇基因,72小时调好患病小鼠肝脏生物钟

刘畅说,2006年他在美国做博士后期间,发现一种名为Baf60a的基因能影响生物钟和身体代谢,于是持续多年展开研究。 记者看到了正在试验中的两只黑色小鼠。刘畅说,较瘦、毛色偏干的小鼠是正常饮食,而毛色光亮、较肥的那只每天吃油脂含量高达60%的食物,这种食物是专门进口的,每公斤500元。这种食物吃上2-3个月,小鼠会患上脂肪肝,而且身体也会胖成球形。

刘畅说,他克隆了Baf60a基因,并花了一个月时间,成功将其装进经过灭活的病毒中,然后再将这种病毒注射进小鼠的尾静脉。神奇的事情发生了,仅仅过了72小时,小鼠脂肪肝症状全部消除。而对比小鼠前后的肝脏发现,原来油腻黄色肥大的肝脏已经还原成鲜红色,大小也恢复正常。这就证明,这种基因能控制调节生物钟和代谢,使其恢复正常。   

心血管领域同样有效,用于人类至少还得10-15年

这种基因会不会影响其他器官的生物钟?带着这一疑问,最近,刘畅和他的团队又将研究方向转向了心血管领域。研究结果证实了这一设想。患有动脉硬化和高血压的小鼠通过基因调节,血管由厚变薄,神奇“自愈”了。能控制肝脏新陈代谢,还能控制心血管的厚薄,这种神奇的基因会不会是整个整个人体的生物钟开关?刘畅说,这一设想还有待更多的实验证明。

患上脂肪肝和心血管疾病的人类,是否能像小鼠一样,注射一剂携带基因的病毒,从而使生物钟调到正常“档位”?刘畅说,目前,所有试验还停留在小鼠模型试验阶段,真正到人类使用,至少还得过上10-15年。

    早上7点准时醒来,晚上10点困意来袭,人类的生物钟就这样“控制”着我们生活的方方面面。而能“控制”生物钟的又是什么呢?“生物钟的"控制开关"其实是我们的基因。”刚刚被评为“江苏省十大科技之星”的南京师范大学分子细胞生物学研究所的刘畅教授介绍说,他在研究过程中找到了一个基因,竟然同时具有整合肝脏生物时钟和代谢的功能。

  生物钟紊乱带来潜在风险

  “地球自转产生昼夜变化,人的生理活动也呈现昼夜变化的节律,这就是我们常说的生物钟。”刘畅说,一旦生物钟紊乱,不仅是睡眠不足,整个人的身体机能都会受到影响。美国科学家曾做过实验:小鼠是一种昼伏夜出的动物,如果夜里给小鼠喂高脂肪的食物,怎么喂小鼠都不长胖,而一旦换成白天喂食,仅仅两三个月时间,小鼠立刻胖成球形。“这个实验表明,不在于吃什么,而在于什么时间吃,这就是生物钟的影响。”刘畅说,有临床调查证明,长期熬夜的人会导致生物钟紊乱,患肿瘤等疾病的风险高于常人7-13倍。

  基因“控制”着生物钟的开关

  生物钟“控制”着我们生活的方方面面,那又是什么“控制”着生物钟呢?“是基因。”刘畅介绍说,我们体内有数万种基因,有三成是和生物钟有关的,它们控制着我们的体力、智力、各器官的正常运作,而且人体的生物钟也是多尺度多空间的,有以天为单位的,比如肝脏的代谢在凌晨三点的时候最为活跃,也有以月为单位的,比如女性的月经周期等等。

  如果长期上夜班,让身体适应昼夜颠倒,或者上完夜班,第二天再补足睡眠,生物钟是不是可以调整过来了?对此,刘畅说,影响生物钟的决定因素是基因,一旦基因有紊乱表象,怎么补觉都调整不过来。

  “神奇基因”让小鼠脂肪肝消除

  如果能够找到调控人体生物钟的基因开关,那某些因为生物钟紊乱而导致的疾病是否能通过控制这样的基因开关而轻松治愈?刘畅在实验过程中,发现一种名为“Baf60a”的基因能影响生物钟和身体代谢。于是,他克隆了这种基因,并花了一个月时间,成功将其装进经过灭活的病毒中,然后再将这种病毒注射进实验小鼠体内。仅仅过了72小时,小鼠黄色肥大油腻的肝脏就缩小并变成正常的红润色,脂肪肝全部消除。这就证明,这种基因能控制调节生物钟和代谢,使其恢复正常。

  这种“神奇基因”会不会影响其他器官的生物钟?于是,刘畅和他的团队又将研究方向转向了心血管领域。研究结果证实了这一设想。患有动脉硬化和高血压的小鼠通过基因调节,血管由厚变薄,神奇“自愈”了。那么这种基因会不会是整个人体的生物钟开关?“这一设想还有待更多的实验证明。”刘畅表示。刘畅说,目前研究还停留在小鼠模型试验阶段,真正适用到人类至少还要10-15年。

  中国江苏网12月6日讯 生活不规律、昼夜颠倒常熬夜,容易导致肥胖、肝病、心血管疾病,甚至患癌症的几率都很惊人。今年才35岁的南师大教授刘畅,正在着手研究用“基因疗法”重新设定紊乱的生物钟,未来10—15年,有望用葡萄、柚子提取物制成药物,降低由于熬夜导致的各种疾病发病率。目前,刘教授已经凭借这一研究成果入选“江苏省十大青年科技之星”。

  这个青年才俊能“修”生物钟

  12月8日,我省将举办第四届青年科学家年会。年会上将评出“2011~2012年度江苏省十大青年科技之星”,这10位“新星”都是70后,是各行业的佼佼者,他们研究的领域与民生息息相关,换言之,他们立志用科技改变我们的生活。

  刘畅就是其中的一员。这位1977年出生的青年才俊,已经是南京师范大学分子细胞生物研究所教授,江苏省分子医学生物技术重点实验室主任。他现在研究的就是用特别的基因技术,调整人体紊乱的生物钟,以及降低由此带来的健康风险和疾病发病几率。或许因为善于“修钟”,所以刘畅本人的生物钟特别规律,做任何事情都讲究投入和高效,绝不拖泥带水。“没办法,生物钟一旦紊乱,健康首当其冲受损害。”

  500元一公斤饲料喂小鼠

  验证“马吃夜草”到底能多肥

  作息不规律的人,往往饮食也不规律,晚上吃白天睡,这直接违背了人体昼夜变化的节律,结果不仅仅是睡眠不足这么简单,整个人的身体机能都会受到影响。刘畅做了这样的实验:利用人造环境让小鼠肝脏的生物钟和代谢出现紊乱。实验室里一只笼子里装着两只黑色小鼠上蹿下跳。刘畅说,较瘦、毛色偏干的小鼠是正常饮食,而毛色光亮、较肥的那只每天昼夜颠倒吃食。而且它的食物是专门进口的,油脂含量高达60%,每公斤价格高达500元。吃上2-3个月,小鼠就患上脂肪肝,而且身体也会胖得发“肿”。

  这只贪吃而又倒霉的实验小鼠直接证明:作息不规律、饮食不规律和现代人常见的肥胖、脂肪肝有怎样的关系。

  基因疗法“重设”生物钟

  作为从事代谢性疾病的分子机理研究的教授,刘畅一直在考虑,如果能够找到调控人体生物钟的基因开关,那么某些与生物钟紊乱相关的疾病,只需要通过重设基因开关就能轻松治愈了。

  2006年刘畅正在美国读博士后,在一次实验中,偶然发现人体基因中染色质重塑复合物家族成员中的一个基因,竟然同时具有调整肝脏生物时钟和代谢的功能。他随后研究复制这个基因中的一小段双螺旋结构,并花了一个月让这段基因成功地固定在一种特殊的“病毒”上——这就制成了一种实验药物。

  还记得他实验室里那只肥成毛球的倒霉小鼠么?别担心,它的命运被这种药物逆转了。特殊“病毒”搭载着这段关键的基因,被注射进小鼠的静脉,仅仅过了72小时,小鼠黄色肥大油腻的肝脏就缩小并变成正常的红色,脂肪肝全部消除。刘畅说,这证明,这种基因能控制调节生物钟和代谢,使其恢复正常。

  刘畅还在思考,这种基因会不会影响其他器官的生物钟?带着这一疑问,最近,刘畅和他的团队又将研究方向转向了心血管领域。研究结果证实了这一设想。患有动脉硬化和高血压的小鼠通过基因调节,血管由厚变薄,神奇“自愈”了。

  能控制肝脏新陈代谢,还能调整心血管的厚薄,这种神奇的基因会不会是人体的生物钟“总开关”?刘畅说,这一设想还有待更多的实验证明。

  能调生物钟的药 最早10年后面世

  因为长期作息不规律而患病的人,是否能像小鼠一样,注射一剂携带基因的“病毒”,将生物钟调回到正常状态?目前刘畅的团队正在研制一种药物,让一些饱受失眠困扰的患者能够睡得香,把紊乱的新陈代谢恢复正常,降低由于熬夜导致的肝病、糖尿病的发病率。

  他说:“我们现在对从中药里面分离出来的成分非常感兴趣,比如从葡萄里提取的白黎芦醇,或者从柚子里提取的柚皮素,我们发现这些物质非常有前景,既可以调节生物钟又可以让生物紊乱好转。”保守估计,这种药物经过长期试验后,在10年—15年内有望面世。

  目前,刘教授已经凭借这一研究成果成功入选“江苏省十大青年科技之星”,他希望一些药物研发机构也能够参与进来,争取早日让这一药物走出实验室。

  人体生物钟紊乱,肥胖、脂肪肝、糖尿病、高血压等疾病便会接踵而来。有没有一种“开关”可以控制生物钟,随时将它调回正常?

  南京师范大学分子细胞生物学研究所教授、省分子医学生物技术重点实验室主任刘畅,通过6年研究,发现一种名为Baf60a的基因,是控制肝脏和心血管生物钟的“开关”。通过控制这个“开关”,实验小鼠的脂肪肝和心血管疾病在72小时之内就神奇消失了。近日,刘畅获评“江苏省十大青年科技之星”,而且以35岁的年龄成为其中最年轻的一员。

  人体数万基因,三成受生物钟影响

  刘畅介绍,人体中有数万种基因,其中三成受生物钟影响。美国科学家曾做过实验:小鼠习性昼伏夜出,如果夜里给小鼠喂高脂肪的食物,小鼠都长不胖,而一旦白天喂食,仅两三个月,小鼠就会胖成球形。这个实验表明,这其实是生物钟在起作用。

  刘畅说,有临床调查证明,长期熬夜的人还会导致生物钟紊乱,患肿瘤等疾病的风险高于常人7—10倍。有人认为,如果长期上夜班,第二天白天再补足睡眠,生物钟就可以调整过来。刘畅否定了这一看法,“影响生物钟的决定因素是基因,必须要调整基因本身。”

  神奇基因,治愈小鼠脂肪肝

  在刘畅的实验室,记者看到了正在试验中的两只黑色小鼠。他介绍,较瘦、毛色偏干的小鼠是正常饮食,而毛色光亮、较肥的那只每天吃油脂含量高达60%的食物,这种食物是专门进口的,每公斤500元。这种食物吃上2—3个月,小鼠会患上脂肪肝,身体也会胖成球形。

  刘畅说,2006年他在美国做博士后期间,发现一种名为Baf60a的基因能影响生物钟和身体代谢。他克隆了Baf60a基因,成功将其装进经过灭活的病毒中,然后再将这种病毒注射进小鼠的尾静脉。奇迹出现了,仅过了72小时,小鼠脂肪肝症状全部消失。这就证明,这种基因能控制调节生物钟和代谢,使其恢复正常。

  用于人类至少还得10—15年

  这种基因会不会影响其他器官的生物钟?最近,刘畅和他的团队又将研究方向转向了心血管。研究结果证实了这一设想。患有动脉硬化和高血压的小鼠通过基因调节,血管壁由厚变薄,竟然“自愈”了。

  患上脂肪肝和心血管疾病的人类,是否能像小鼠一样,注射一剂携带基因的病毒,从而使生物钟调到正常“档位”?刘畅说,目前,所有试验还停留在小鼠模型试验阶段,真正到人类使用,至少还得过上10—15年。

作者: 2012-12-6
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