【生理科學】未來是否可能有健康的夜貓子呢?

■CASE PRESS的讀者們是否有人是夜貓子呢?醫生常說當夜貓子對身體不好,那麼未來有沒有可能透過某些方法當「健康的夜貓子」呢?

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Credit: © DigitalGenetics / Fotolia

撰文|葉綠舒

大家應該都有熬夜的經驗吧!由於我們並非夜行動物,所以熬夜對我們都是很辛苦的經驗,而由研究可知,輪班工作者更會因為晝夜顛倒而產生許多問題:包括心臟病、肥胖以及第二型糖尿病等疾病,目前都被認為與輪班工作有關。

然而,輪班工作所產生的問題,我們在跨多個時區旅行時也會發生。當我們由台灣搭飛機到美國時,都經歷過所謂的「調時差」的過程:簡單說就是要以晝作夜。一開始都會很難受,大家睡得正香的時候你卻了無睡意,等到大家精神抖擻的時候換你昏昏欲睡...

但是既然叫做「調時差」,也就是說這個現象是可以改變的。通常少則一兩天,多則一週,就可以讓我們的作息與當地完全一致了。為什麼可以這樣調整呢?

過去的研究讓我們了解,我們的腦中有所謂的「視交叉上核」(suprachiasmatic nucleus,SCN)擔任「主時鐘」(master clock)。視交叉上核位於下視丘,由兩萬個神經元組成。雖然大腦神經元之間都有很多、很緊密的聯繫,但是位於視交叉上核的這些神經元之間的聯繫,比一般大腦神經元之間的聯繫更多也更緊密。

日光、視交叉上核、與生物時鐘之間的關係。 圖片來源:維基百科
日光、視交叉上核、與生物時鐘之間的關係。
圖片來源:維基百科

經由視覺迴路(vision circuits)輸入晝夜循環的規律,提供給視交叉上核,然後再由視交叉上核來維持我們每天的作息規律。當我們進行橫跨多個時區的旅行時,由於在頭幾天,視交叉上核的神經元只約有略少於一半可以被視覺迴路所輸入的日光信息給「重設」(reset),造成我們發生需要「調時差」的狀況。為什麼調時差會這麼慢呢?主要是因為視交叉上核的神經元之間的緊密聯繫,造成雖然日光可以「重設」這些神經元,但是「重設」的速度卻相當緩慢。

這就讓科學家們想到,如果這個重設的動作可以快一點,或者如果我們可以找到重設的關鍵,設計什麼藥物可以影響這個重設的關鍵,如此一來,或許在未來可以有「健康的夜貓子」也不一定?有可能嗎?

最近,在沙克研究所(The Salk Institute)的研究團隊,找到了Lhx1基因,或許就是這個問題的答案。

研究團隊先將小鼠的晝夜節律弄亂,然後比較視交叉上核與一般組織的基因表現,找出了213個基因為視交叉上核所獨有;接著,再由這213個基因中,找到了13個負責開關其他基因的基因。在這13個基因中,只有Lhx1受到光的抑制。

過去只知道Lhx1對神經元的發育非常重要,因此缺乏Lhx1的小鼠無法存活;但並不知道它與生物時鐘相關。因此,研究團隊先在Lhx1表現量降低的小鼠中觀察他們的視神經上核神經元的活動狀況。他們發現,當Lhx1表現量降低時,雖然視神經上核的神經元們各自仍然存在著晝夜節律,但是整個視神經上核卻呈現不同步的狀態。

接著,研究團隊將小鼠們的作息移動八小時,發現降低或不表現Lhx1的小鼠,可以很輕鬆的適應時差。這代表了,如果可以找到人類版本的Lhx1,並在跨時區旅行時,預先使用藥物改變Lhx1的表現,或許我們也可以輕鬆的調整時差了?!

雖然這個想法聽起來很棒,但是由於視神經上核位於下視丘內,也就是說,這個藥物必需要能夠通過血腦障壁(Blood-Brain Barrier,BBB),這部分其實並不容易喔!

不過,由於降低或不表現Lhx1的小鼠,同時也會影響另一個基因:Vip(vasoactive intestinal peptide)的表現,而Vip蛋白在小鼠實驗中也可以使視神經上核恢復同步,或許可以經由影響Vip來影響視神經上核,從而使跨時區旅行者與輪班工作者能夠更輕鬆的調整時差?這聽來非常有趣,不過筆者認為,是否能經由調整「主時鐘」而達成調整全身代謝的目的,可能還需要進一步的評估;當然,如果真的可以,對於輪班工作者應該是個很大的福音,畢竟沒有人會想要因為上夜班而損失了健康不是嗎?

參考文獻:2014/8/13 Single gene controls jet lag, study finds. Science Daily.
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作者:葉綠舒 慈濟大學生命科學系助理教授,科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。
責任編輯:Kerina Huang

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