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未老先呆,這鍋熬夜真的要背:生物鐘影響阿爾茨海默症的機制被發現

不得不說,在讓我們好好睡覺這件事上,科學家們真的費心了。

未老先呆,這鍋熬夜真的要背:生物鐘影響阿爾茨海默症的機制被發現

這不,他們再一次論證當人們作息規律紊亂時,大腦中與阿爾茨海默症(老年癡呆)密切相關的澱粉樣蛋白Aβ42将不能被及時清除。

這種蛋白大量積累将會導緻神經元發生損傷,進一步損害大腦。

而調節這種變化的關鍵,是一種蛋白聚糖——它會附着巨噬細胞表面,影響Aβ42被清理的情況。

當蛋白聚糖附着量越高,巨噬細胞就越不能正常工作。

科學家發現,在睡眠條件下,這種蛋白聚糖的含量會降低,Aβ42可以被很好清理。

也就是說,你熬的每一個夜裡,腦子裡積累的“癡呆誘導素”就越多一些。

熬夜越猛,癡呆越早?

是以,還熬嗎?

蛋白聚糖是“計時器”

此次的研究大緻可分為兩部分。

科學家們首先從分子機制層面論證,Aβ42在人體内的水準确實會随着晝夜節律發生變化。

然後,他們找到了控制這種變化的“計時器”是兩種蛋白聚糖。

我們先來看實驗的前半部分。

此前研究已經發現,熬夜和阿爾茨海默症之間存在雙向關系,比如許多阿爾茨海默症患者在患病多年前已經出現睡眠障礙。

這可能是吞噬Aβ42的巨噬細胞受到了晝夜節律調節。

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△《工作細胞》中的巨噬細胞姐姐

研究人員為了論證這一理論,采用BMDM吞噬作用測定法,對Aβ42進行熒光标記,以此來确定生物鐘是否會起到調節作用。

BMDM是從小鼠骨髓内提取出的一種巨噬細胞,實驗設計為模拟晝夜交替、在培養皿中觀察40小時内Aβ42沉澱量變化情況。

結果表明,在實驗開始後16-20小時之間,Aβ42的沉澱量最高;在30小時左右時,沉澱量最低。

由此不難看出,Aβ42被吞噬是在随着晝夜節律波動。

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△Aβ42變化情況(圖B\C中縱軸為Aβ42被吞噬量)

接下來,科學家們對這些巨噬細胞進行了詳細分析。

結果發現,有兩種蛋白聚糖的含量變化與這一規律相關,它們分别是硫酸肝素蛋白聚糖(HSPG,heparan sulfate proteoglycan)和硫酸軟骨素蛋白聚糖(CSPG,chondroitin sulfate proteoglycan)。

資料顯示,在Aβ42沉澱多時,HSPG和CSPG的含量更高;反之,在Aβ42被大量清理時,HSPG和CSPG的含量很低。

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通過進一步研究,科學家發現這是由于蛋白聚糖HSPG會随着生物鐘的變化在吞噬細胞表面聚集。

從下圖中可以看到,模拟白天的情況下,HSPG的含量一直居高不下,對應Aβ42的沉澱量也很高。

在處理時間為12小時(CT12)、進入夜間後,HSPG含量降低,對應Aβ42的沉澱量也在降低。

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此項研究的通訊作者Jennifer Hurley表示,顯然Aβ42的積累是随着晝夜節律變化的。

不過,目前研究還未能揭示為什麼這些蛋白聚糖會影響巨噬細胞清理Aβ42。

但它還是為治療阿爾茨海默症提供了一種新的治療思路:

是不是人為提高晝夜節律的頻率,就能增強Aβ42蛋白的清理了呢?

大腦:球球你别熬了

如果說這一項研究結果,還是無法阻攔你熬夜的心。

那麼,下面還有許多研究都能表明,熬夜這件事代價極大。

此前,Science上曾發表一篇論文表示,深度睡眠是大腦“清理垃圾”的重要途徑。

未老先呆,這鍋熬夜真的要背:生物鐘影響阿爾茨海默症的機制被發現

波士頓大學團隊通過對十餘名23-33歲之間的受試者觀察研究,結果發現在睡眠期間,人體血液會節奏性地從腦部流出,每當有大量血液流出時,腦脊液就會趁機進入大腦,代謝出腦部沉積下的“垃圾”。

我們如上提到的Aβ42蛋白就是其中之一。

另一方面,熬夜還會影響DNA損傷的修複。

要知道,DNA損傷得不到修複,就很有可能引發基因突變甚至癌變。

Cell子刊《Molecular Cell》上的一項研究指出,人在内的多種生物平時積累的DNA損傷,會在睡眠狀态下被加速修複。

為了能夠修複這些損傷,我們的身體甚至有一套機制來喊你睡覺。

……

當然,如果你堅持長期熬夜,也不一定會得老年癡呆——

因為長期熬夜很可能沒有機會活到老年(doge)。

論文位址:https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009994

參考連結:

[1]https://news.rpi.edu/content/2022/02/10/clearance-protein-linked-alzheimer%E2%80%99s-controlled-circadian-cycle

[2]https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/science.aaz5191

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