身体的内部时钟不仅决定我们何时睡觉，还决定我们的肌肉愈合速度。一项新的小鼠研究表明，当肌肉损伤发生在身体自然清醒时间内时，愈合会更快。
身体的内部时钟不仅决定我们何时睡觉，还决定我们的肌肉愈合速度。
今天在Science Advances上发布的一项西北医学研究表明，当肌肉损伤发生在身体自然清醒时间内时，愈合会更快。
研究结果可能对轮班工作者有影响，也可能帮助理解衰老和肥胖的影响，西北大学芬伯格医学院生物化学和分子遗传学助理教授克拉拉·皮克（Clara Peek）说。
这项研究还可能帮助解释诸如时差和夏令时变化等干扰如何影响昼夜节律和肌肉恢复。
皮克说：“在我们每个细胞中，都有形成分子昼夜节律的基因。这些时钟基因编码一组转录因子，调控身体内的许多过程，并使之与适当的时间对齐。像睡眠/清醒行为、代谢、体温和激素这样的东西——这些都是昼夜节律的。”
研究是如何进行的
皮克实验室之前的研究发现，当小鼠在正常清醒时间内受损时，其肌肉组织再生速度更快。当小鼠在通常睡眠时间内受到肌肉损伤时，愈合速度减慢。
在当前研究中，皮克及其合作者希望更好地理解肌肉干细胞内的昼夜节律如何根据一天中的时间调控再生。
在这项研究中，皮克和她的合作者对不同时间小鼠的受损和未受损肌肉进行了单细胞测序。研究发现，一天中的时间影响干细胞中的炎症反应水平，而炎症反应会向中性粒细胞发出信号——中性粒细胞是肌肉再生中的“第一响应者”先天免疫细胞。
皮克说：“我们发现，受伤后细胞之间的信号传递在小鼠醒着时受伤之后要强得多。这是一个令人兴奋的发现，进一步证明了肌肉再生的昼夜节律调控是由这种干细胞-免疫细胞的交互作用决定的。”
科学家们发现，肌肉干细胞的时钟也影响受伤后NAD+的产生，NAD+是一种存在于所有细胞中的辅酶，对于在体内产生能量和参与数百种代谢过程是必不可少的。
接下来，研究团队使用了一种基因操控的小鼠模型，专门增加了肌肉干细胞中的NAD+产生，发现NAD+诱导了炎症反应和中性粒细胞的招募，促进了肌肉再生。
为什么这很重要
皮克表示，这些发现对理解衰老和肥胖中发生的昼夜节律干扰尤其相关。
皮克说：“与衰老和代谢综合症（如肥胖和糖尿病）相关的昼夜节律干扰也与肌肉再生能力降低有关。现在，我们能够问：这些昼夜节律干扰是否会导致在这些情况下肌肉再生能力下降？这些如何与免疫系统相互作用？”
接下来会做什么
展望未来，皮克及其合作者希望确切识别NAD+如何诱导免疫反应，以及这些反应在疾病中如何改变。
皮克说：“许多昼夜生物学关注个体细胞类型中的分子时钟以及在没有压力的情况下的情况。直到最近，我们才有足够的技术来充分观察细胞-细胞之间的相互作用。试图理解在压力和再生条件下不同昼夜时钟如何相互作用，真的是一个令人兴奋的新前沿。”
这项研究得到了美国国立卫生研究院的资助，资助号为R01DK123358、P30DK020595、K08 AR081391、5P01AG049665-09和T32 HL076139-11。美国退伍军人事务部通过资助号IK6 RX003351提供了额外资金。
