研究人员发现,药物有效性、酒精耐受性和碳水化合物代谢随着季节变化而变化。他们的发现基于一个综合的季节性基因表达图谱,该图谱调查了猴子体内80种组织中的超过54,000个基因,历时一年。该研究对药物处方和精准医学具有重要意义。
为了应对环境中的动态季节变化,包括人类在内的动物进化出一种生物钟,该生物钟与季节相校准。生理和行为,包括激素分泌、代谢、睡眠、免疫功能和生殖,会根据季节而变化。
为了理解这些变化的本质,名古屋大学转化生物分子研究所(ITbM)的大冢高志教授领导的研究小组选择了与人类密切相关的猕猴作为研究对象。他们在《自然通讯》上报告的分析从超过54,000个基因表达图谱中识别出多个“季节性变异基因”。
该研究识别了负责药物代谢的基因的季节性波动,特别是CYP2D6和CYP2C19,这影响四分之一的常见药物。一些广泛使用的药物可能受到这些季节性变化的影响,包括癌症、糖尿病、高胆固醇、精神疾病、激素疗法和用于器官移植的免疫抑制剂的治疗。
酒精耐受性依赖于季节
为了测试酒精耐受性变化,研究小组在冬季和夏季条件下饲养小鼠。他们发现,在冬季条件下饲养的小鼠从酒精中毒中恢复得更快。
“大冢教授说:‘这个结果表明,夏季身体更容易 intoxicated。这是一个有趣的发现,因为这可能解释了为什么在大多数国家,夏季急性酒精中毒住院的患者人数更高。’”
女性和男性可能在饮食上存在差异
该小组发现了季节性变异基因的意外性别差异。尽管猴子全年饮食相同,但雌性猴子十二指肠中与碳水化合物代谢相关的基因活性在冬季和春季达到峰值。
在冬季,十二指肠中增加的碳水化合物代谢对身体从稀缺食物中提取最大能量至关重要,这可能解释了人们在这个时期往往会增加体重。然后,随着春季食物供应的增加,碳水化合物代谢得到增强,以从更丰富的饮食中提取能量。
时间治疗可能会改变我们对这些情况的反应
了解我们的基因如何影响我们对药物、体重增加和酒精中毒的反应可能会帮助患者。
“大冢教授说:‘我们的发现表明,在给某些药物时,应考虑一年中的时间。’我们期待我们的研究将有助于时间治疗和精准医学的未来。”