生理時鐘沒調好,發炎發到老

編譯|高英哲

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根據一篇發表於《科學》期刊的研究指出,造成發炎作用的 TH17 免疫細胞(又稱輔助型T細胞),在白天增生的速度比晚上更快;但是給老鼠製造一個實驗性的時差,卻會導致這種細胞增生過多,使其內臟發炎。

「這項研究很有意思,很有獨創性,他們發現了一種控制免疫系統的新奇方式。」並未參與這項研究的哥倫比亞大學微生物學暨免疫學教授伊瓦洛.伊瓦諾夫 (Ivylo Ivanov) 說。同樣並未參與這項研究的紐約大學分子免疫學教授丹.利特曼 (Dan Littman) ,也認為先前人們大多沒想到生理時鐘會對免疫反應有所影響。甚至就連領頭進行這項研究的德州大學西南醫學中心免疫學教授蘿拉.琥珀 (Lora Hooper) ,原本也不是要研究生理時鐘對於免疫功能有什麼影響。她說:「起初我們對於生理時鐘或 TH17 細胞根本一無所知,我們在找的是別的東西。這種科學發現可遇而不可求。」

琥珀的實驗室團隊在研究內臟免疫功能的各種層面,她在研究發炎性腸道疾病 (IBD) 時,意外發現這點。人類的發炎性腸道疾病,跟一種叫做 NFIL3 ,負責調節各種免疫功能的蛋白質多形性有關。琥珀在研究欠缺 NFIL3 蛋白質的老鼠免疫功能時,注意到這種老鼠腸道裡的  TH17 細胞,比野生老鼠來得多,然而其他類型的T細胞卻似乎差不了多少。「 TH17 細胞是對抗細菌與黴菌感染的關鍵T細胞,但是數量若是過多了,也會造成傷害。」伊瓦諾夫表示, TH17 細胞若是過多,確實會造成克隆氏症 (Crohn's disease) 、類風濕性關節炎、多重硬化症、以及牛皮癬等等自身免疫疾病。

人們已知 NFIL3 蛋白質可藉由生理時鐘進行調節,因此琥珀等人就開始著手解開謎團。首先他們先確定野生老鼠的 NFIL3 蛋白質,白天時數量較少,到了晚上會比較多;他們也發現 NFIL3 蛋白質是直接接在 Rorγt 基因的啟動區上(這是 TH17 細胞產生分化的關鍵區域),壓抑了這個基因表徵。因此 Rorγ白天時比較會表現出來,到了晚上就變得低調。他們同時又發現在白天從老鼠身上分離出來,尚未成熟的T細胞,比起在晚上分離出來的T細胞,更能夠分化成 TH17  細胞;然而T細胞若是從欠缺 NFIL3 蛋白質的老鼠身上分離出來,就沒有這種日夜差別。

雖然 TH17 細胞的分化能力,會隨著一天時間變化有所不同,不過它們一般來說,都需要一個星期左右才能分化完成;因此以 24 小時為期, TH17 細胞總數並不會有什麼變動。「令人驚訝的是,雖然生理時鐘會控制其分化速度,但倘若你只看最終成果,生理時鐘似乎就沒有什麼影響。」並未參與這項研究,在德國慕尼黑大學研究生理時鐘與免疫反應關係的克里斯多夫.薛爾曼 (Christoph Scheiermann) 說。

然而琥珀擾亂老鼠正常日夜循環兩個星期(基本上是在模擬時差)之後,卻會造成 TH17 細胞生成頻率產生變化。「我們給老鼠製造實驗性質的時差後,幾乎什麼事情都有點亂了套。 TH17 細胞生成的數目沒有受到妥當控制,整個爆量出來。」她補充說這對老鼠會造成問題,這麼一來牠們就比較容易產生發炎症狀。這些有時差的老鼠確實比較會得結腸炎。

琥珀說,時差或輪班工作等等會擾亂正常日夜循環的因素,會導致身體產生一連串的變化,造成荷爾蒙跟新陳代謝失調的問題。她說除了 TH17 數目有變化以外,還有很多其他事情也出了狀況。這項研究結果似乎多多少少可以解釋,為什麼值夜班或經常飛來飛去的人們,比較容易罹患各種發炎性疾病。

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 研究出處:Time for T cells

責任編輯:Vita Chen

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