美国、西班牙和瑞士科学家发现生物钟调控小鼠皮肤干细胞的激活

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naturalkillerce导语：一项新研究揭示每日生物钟(即昼夜节律)在小鼠皮肤干细胞的再生能力上发挥着作用。破坏这种节律导致小鼠皮肤组织提前衰老和更容易产生皮肤癌。合适的重建生物钟增加小鼠组织的长期再生能力，同时降低癌症产生的概率。现编译如下：
  昼夜节律的破坏导致潜伏细胞的增加和较低的增殖细胞(已经发生分化)数目。左边，含有活性Bmal1基因的样品存在着很多增殖细胞(红色箭头)，而在右边，Bmal1基因受到抑制的样品存在着非常少的增殖细胞。

  来自美国、西班牙和瑞士的研究人员在一项发表在Nature杂志上的论文中，描述了昼夜节律(circadian rhythm)---控制我们白天和夜晚行为的体内生物钟---如何调控负责皮肤(皮肤干细胞)日常再生的细胞功能。干细胞调节组织中的细胞替换。就皮肤而言，它们负责持续地产生新细胞来替换日常使用当中退化的细胞。这些干细胞正常发挥对于维持组织在生物一生当中保持健康是必需的。皮肤在一天当中接触到不同的有害物质，比如日照时间的紫外线，诸如细菌和病毒之类的病原菌。皮肤的主要的功能是保护生物免受这些潜在危害，因而成为一道不可穿透的障碍，将我们的身体跟外面世界隔离开来。研究人员已发现皮肤干细胞受到体内生物钟的调控，这个生物钟的正常运转是维持皮肤组织所必需的。生物钟以下面方式调节着干细胞的行为，比如在光线照射强度的最高时刻，这些细胞能够让它们免受有害光线辐射(皮肤癌的主要原因)，然而在晚上，它们能够发生细胞分裂，通过用健康细胞替换受损细胞来再生组织。生物钟就以这种方式允许干细胞在皮肤不再遭受可能的伤害时发生细胞分裂，因为在遭受伤害时发生分裂，它们更容易积累DNA突变，从而导致它们再生能力的丢失，或者更容易形成肿瘤。该研究协调员Salvador Aznar Benitah说，“因此，生物钟使得干细胞的暂时行为得到精确校正，以致于系统按照时间适应组织的需要，从而不断替换组织中的细胞，同时使得积累的DNA突变的风险性最小化。如果这种控制丢失，干细胞可能积累DNA损伤，同时细胞衰老和肿瘤产生的可能性显著性增加。”
基因Bmal1和Period1/2负责控制这种昼夜节律和调控细胞再生活性。通过操纵这两种基因，研究人员证实破坏皮肤干细胞的生物钟阻止这些细胞知道何时发挥哪种功能，而且在细胞衰老和组织产生中导致长期问题。甚者，生物钟节律失调也显著性地增加产生皮肤癌类型的倾向，而皮肤癌也是工业化社会最为常见的确诊的癌症之一。
生物钟(经常也称作昼夜节律)按照光明和黑暗每日的自然循环安排着我们所有生物功能。基因组调节中心研究小组的实验结果证实对于阻止衰老和肿瘤产生所必需的皮肤再生也遭受这些昼夜节律的控制。当我们变老时，这种生物钟的准确性倾向于随着我们日常生活的变化而逐渐衰减，特别是对于飞行常客经常遭遇类似时差反应的那些变化。研究人员相信这可能最终导致我们组织再生能力失败和随之发生的衰老，此外更容易产生癌症。在未来，人们将需要更多的研究来理解为什么生物钟随着我们变老时衰减以及是否能够开发出恢复“青春”时钟的方法来延缓组织再生过程和降低肿瘤形成的风险 该研究是通过使用小鼠皮肤细胞而开展的，得到美国癌症研究所、西班牙卫生部和大学和研究基金管理机构的支持。
原文信息：
The circadian molecular clock creates epidermal stem cell heterogeneity
peggy Janich, Gloria Pascual, Anna Merlos-Suárez, Eduard Batlle, Jürgen Ripperger, Urs Albrecht, Karl Obrietan, Luciano Di Croce, Salvador Aznar Benitah.
Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10649)