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[转载]肠道微生物组有助于维持宿主代谢节律
hongkuan15 2016-12-28 08:55
昼夜节律系统在许多生物体中广泛存在。而最近的研究表明肠道微生物组在组成和功能上具有节律性振荡的特点。然而,尚不清楚微生物群和宿主之间昼夜节律是如何关联的。Thaiss等人在小鼠中发现肠道微生物的生物地理学和代谢活动昼夜节律的变化可以影响宿主肠道和肝脏的生理功能。该文章于12月1日发表在国际顶级学术期刊《Cell》。 为阐明肠道微生物昼夜性节律变化,作者对小鼠进行了研究。让小鼠暴露于黑暗中12个小时,然后暴露在光线中12个小时,循环多次。结果发现在结肠细菌生物地理学方面出现实质性变化,特别是在 光照期间上皮粘液层中的细菌数量减少,并且在黑暗期间具有最高的数量。 一些物种(如典型的粘液性细菌Mucispirillum schaedleri)在上皮粘附方面出现较大的变化。 此外,宏基因组测序显示那些涉及到 趋化性、鞭毛运动和粘液降解的代谢途径也具有昼夜振荡的特点。 细菌生物地理学中的这些变化受到进食模式和上皮屏障功能的影响,但不受宿主的分子时钟的影响。 为了评估微生物群振荡对宿主的影响,作者研究了宿主转录组和表观基因组的节律性。使用抗生素和无菌处理的小鼠在宿主肠道中的转录组和表观基因组的分布发生显著变化。出乎意料的是,在微生物耗尽之后,参与代谢平衡的基因和通路重新获得节律性,因此作者提出以下假设:宿主重新获得振荡功能以弥补肠道微生物组的缺失。可以通过克隆无菌小鼠进行验证。小鼠含有来自小鼠和大鼠的段丝状细菌体建群来证实。其中,前者表现出鼠肠上皮的粘附性获得强化。只有表现出节律性上皮组织粘附的细菌才能够影响转录宿主振荡的编程。 此外,转录节律不仅在肠内表现局部差异,通过与未经治疗的对照组比较相,肝细胞在抗生素治疗和无菌小鼠中也表现出不同的昼夜转录组的变化。作者提出以下假设:即这可能是由于肠道微生物组的代谢产物节律变化的结果。事实上,很多类型的代谢物,包括 氨基酸和多胺,在肠和血清中均出现昼夜节律性振荡 ,并且这些振荡在使用抗生素治疗之后或是在无菌小鼠中被消除。显著的情况是,在喂食多胺缺乏的食物的小鼠中,聚合物胺和氨基酸不再表现出振荡丰度,同时肝脏昼夜转录组被重新编程以进行补偿。这意味着肠道微生物群有助于维持宿主的代谢组节律。 总之,这项研究可以让我们深入地了解到肠道微生物组在昼夜生理学以及外周器官转录活性调节中的作用,可以为治疗与昼夜节律时钟功能障碍相关的人类疾病提供新的思路。 原文:Microbiota Diurnal Rhythmicity Programs HostTranscriptome Oscillations http://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(16)31524-0 扫一扫,关注本公众号! 肠菌与健康 microbiota health 带你了解肠道菌群与健康的奥秘!
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[转载]美国学者研究表明昼夜节律对心衰有影响
Lande 2012-10-23 19:31
1.读了这个文章,我们应该早睡早起,生活规律,才能健康长寿; 2.生存质量的量表设计是不是以后要加上“工作是否要轮班?上夜班?喜欢熬夜?” 西雅图讯—昼夜节律对心脏和其他器官的影响,既与发生心衰的风险有关,也与心衰的治疗效果相关。 多伦多大学生理学家、医学博士Michael Sole解释说,轮班工作中的睡眠节律混乱,打乱了心脏的修复周期,导致发生心力衰竭的风险增加、原有心力衰竭加重。Michael Sole博士在AHA上演讲指出,有些针对心脏重塑的抗心力衰竭治疗如ACEI类药物或基因疗法,如在夜间给药会显示出最佳效果,这时心脏是处于接受状态的。 Sole博士建议,尤其对于那些不能耐受ACEI或ARB的患者,如那些伴随有肌酐升高的患者,可以考虑在夜间给予全剂量的短效药物。这样就能在其余时间内给身体一个相对的“药物休假”。 那不是由于药物的降压效应,而是一个更为复杂的过程。在一个大鼠模型中,注射短效的ACEI类药物卡托普利,在睡眠时给药,或在光照条件下大鼠活跃时给药,大体上的降压效果相同。但是,对重塑的作用却有戏剧性的差异。 在心脏细胞纤维化和肥大方面,日间给药和安慰剂无明显差别。但夜间给药,对修复心肌细胞内径和减少纤维化,与对照组相比有实质性差异。对人类而言,MAPEC的研究结果表明,高血压患者晚上服用部分药物比早上服用所有药物有更高的无事件生存率(P0.001)。出现这一现象的原因,可能是生物钟运行于一个可预测的24小时区间,它能预料体内的生物需求并做好准备。例如,皮质醇、血管阻力、血小板粘附能力、血粘度和儿茶酚胺在早上大约6:00达到峰值,接着45分钟之后血压会有一个急剧的上升。例如皮质醇、血管阻力、血小板粘附能力、血粘度和儿茶酚胺在大约在早上六点达到峰值,45分钟之后血压会有一个急剧的上升。下午六点半,血压水平最高,晚上十点,胆固醇和甘油三酯达到峰值。 光线到达视网膜设定主要的生物钟,但是,人体内的几乎每个细胞都在每天最佳的时间参与反馈协调成百上千个过程。2001年开始的一样研究,第一次解释了昼夜节律对心脏功能的影响,包括夜间心脏做功下降、日间心脏氧耗量高和两个之间段之间首选功能方式的转化(白天由葡萄糖供能,夜间转换为油酸供能)。Sole说:“我们过去一直认为内部处理和修复过程都是24小时进行的,直到这些研究告诉我们事情并不是这个样子的。”他解释说,同样的模式也出现在基因表达中。 在大鼠研究中,24小时内每隔3个小时从心脏取样一次,发现心脏中百分之十三的基因白天和晚上有不同的表达,最活跃的那部分处于两者之间的转换阶段,其余的则在循环模式转化中。Sole指出:“从遗传学的角度来看,心脏在白天和晚上是两个不同的器官。”生物标记物的表达同样显示出昼夜变化。在一个研究中,基因表达中有三分之一在白天上升,另三分之一在晚上上升,剩下的三分之一在24小时平均分布。 在另一个研究中,将动物的24小时生物钟移除,改由一个人工模仿的20小时生物钟控制,这对于实验动物的心脏来讲,后果是灾难性的。健康大鼠在这种“慢性时差”的生物钟控制下,显示出惊人的纤维化和心室肌肥大以及血管重塑,使心脏功能恶化。Sole解释说:“修复和更新不能在每天都被扰乱的生物钟内进行。”当大鼠回到24小时昼夜环境中,这些效应可以完全反转。在一个患有心肌病的仓鼠研究中,打乱仓鼠的昼夜节律使它们的病情恶化,并明显地增加病死率。" Sole总结到:“轮班工作是心血管疾病的一个危险因素,并且心血管疾病的病人不应该参与轮班工作。我们应该经常对患者的昼夜习惯进行随访。”
个人分类: 科学笔记|1627 次阅读|0 个评论
随笔之二十四:《泰然》“泰然做自己”
uvard 2012-4-2 19:54
泰 然 贫富不移质, 神鬼莫相欺; 泰然做自己, 昼夜得安逸。 --鲍毅
个人分类: 随笔小记|1983 次阅读|0 个评论
思考题(八)某行星上一昼夜有多长?
热度 1 qianlivan 2012-3-28 10:01
假设某颗绕太阳转动的行星,自转周期是A,公转周期是B,请问,此行星上一昼夜有多长?如何定义自转?自转周期和一昼夜有什么区别?
个人分类: 知识|3428 次阅读|1 个评论

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GMT+8, 2024-5-20 19:54

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