消化道营养物质吸收代谢昼夜节律性调控机制的研究进展

昼夜节律是指在生物体内存在的以近似24h为周期的生物节律.昼夜节律的重要性质之一是内源节律的周期性,哺乳动物的生理和代谢节律受昼夜节律的控制.昼夜节律的振荡导致下游分子通路和生理过程发生节律性变化,对营养物质的消化、吸收和代谢有一定的调控作用.本文主要综述了消化道蛋白质、糖、脂类等营养物质吸收代谢的节律性及其调控机制,...     

生物钟基因3及其表达的调节机制

众所周知 ,生物体的新陈代谢过程 ,细胞和细胞器官的生理功能 ,以及心理行为等生命活动往往随着昼夜循环而发生规律性的变化。就是在实验室恒定的条件下 ,消除一切环境因子的影响 ,生命活动仍表现出昼夜节律性的变化。这说明昼夜节律受体内的测时系统——生物钟的控制。从 5 0年代至今 ,人们对生物的昼夜节律及其调控机制进行了深入地研究 ,特别是应用生物化学和分子生物学的方法 ,使人们逐步了解了生物节律的特点 ,生物钟基因及其表达的调控机制。1　生物钟基因存在于不同生物体中的昼夜节律时钟都表现出 3个共同的特点 :1 )在恒定的环境条…     

生物钟基因研究进展

昼夜节律是以大约24 h为周期波动的生物现象.这些节律包括血压、体温、激素水平、血中免疫细胞的数量、睡眠觉醒周期循环等.基因水平上的昼夜节律研究还只是刚起步,介绍不同物种控制昼夜行为的共同基因(如period 、timless 、clock基因等)的研究进展,特别是一些有关调控昼夜节律基因的转录因子的研究.同时讨论果蝇和人类生物钟调节的共同分子机制.     

生物钟基因及其表达的调节机制

众所周知,生物体的新陈代谢过程,细胞和细胞器官的生理功能,以及心理行为等生命活动往往随着昼夜循环而发生规律性的变化.就是在实验室恒定的条件下,消除一切环境因子的影响,生命活动仍表现出昼夜节律性的变化.这说明昼夜节律受体内的测时系统--生物钟的控制.从50年代至今,人们对生物的昼夜节律及其调控机制进行了深入地研究,特别是应用生物化学和分子生物学的方法,使人们逐步了解了生物节律的特点,生物钟基因及其表达的调控机制.     

昼夜节律紊乱与胰岛β细胞缺陷关系的研究进展

生物的许多生命现象多有其固有的周期,呈现出昼夜节律、月节律和年节律性。昼夜节律是人类生命活动最普遍存在的一种节律形式,但这种节律周期可能被现代许多生活方式所破坏。人群流行病学和动物实验研究表明昼夜节律的紊乱与2型糖尿病的发病危险相关,但其机制尚未完全阐明。胰岛β细胞缺陷是2型糖尿病发生发展的必要机制,而昼夜节律紊乱与胰岛β细胞缺陷有一定关联。本文结合最新研究进展阐述昼夜节律紊乱与胰岛β细胞缺陷的相关性及其可能机制。     

生物钟与衰老的相关研究进展

众所周知,从单细胞生物到人,几乎所有生物体在生理和行为上都表现出昼夜节律。内源性生物钟是产生昼夜节律的物质基础,由母钟和子钟组成,母钟位于下丘脑视交叉上核（SCN）,子钟位于各个外周组织（肝脏、心脏等）。随着机体的逐渐衰老,反应生物钟输出信号的生理昼夜节律在振荡幅度、振荡周期和表达时相等方面发生了相应的变化。另一方面,生物钟控制的生理昼夜节律影响衰老的进程,生物钟功能紊乱会严重加速机体的衰老。本文概述了衰老与生物钟之间的相关研究进展,为进一步认识衰老机制及其对机体的影响提供了线索。     

生物钟与衰老的相关研究进展

众所周知,从单细胞生物到人,几乎所有生物体在生理和行为上都表现出昼夜节律.内源性生物钟是产生昼夜节律的物质基础,由母钟和子钟组成,母钟位于下丘脑视交叉上核(SCN),子钟位于各个外周组织(肝脏、心脏等).随着机体的逐渐衰老,反应生物钟输出信号的生理昼夜节律在振荡幅度、振荡周期和表达时相等方面发生了相应的变化.另一方面,生物钟控制的生理昼夜节律影响衰老的进程,生物钟功能紊乱会严重加速机体的衰老.本文概述了衰老与生物钟之间的相关研究进展,为进一步认识衰老机制及其对机体的影响提供了线索.     

哺乳动物中枢单胺类递质的昼夜节律性变化

昼夜节律是生物体对昼夜交替的外环境的一种反应。哺乳动物中枢单胺类递质的代谢,在24h内呈现有规律的周期性变化。八十年代初,肾上腺素α,β受体数量昼夜节律的发现,启示精神药理学家,从时间生物学的角度去探索某些精神病的发病原因和精神药物的作用机理。现在虽已明确,视交叉上核团对机体昼夜节律的发生和消长起着重要作用;但对昼夜节律的产生机制仍不清楚。     

保持细胞内节律的两种蛋白

美国Rockefeller大学的研究人员发现了成对存在的两种蛋白,其作用可能是保持所有动植物内部的昼夜节律。已知一种称为per的基因编码一种称为周期的蛋白,它在昼夜节律中起关键作用,但其机制始终是个谜,直至Rockefeller的研究小组分离出另一种称为tim的果蝇基因,才对机制有了进一步的了解。此序列编码称为无周期的蛋白,它与周期蛋白结合形成复合体,使细胞周期随24小时昼夜节律而保持生物节律。     

切断视神经对蟹视网膜电图昼夜节律的影响

在切断视神经后锯缘青蟹视网膜电图的昼夜节律发生了明显的变化,但并不完全消失,提示在中枢和眼柄中分别存在着两种起搏器。文中提出了蟹视网膜电图昼夜节律控制的模式图。     

生物钟基因研究的开创者——迈克尔·杨

正2017年的诺贝尔生理学或医学奖授予杰弗里·霍尔(Jeffrey C.Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W.Young),以表彰他们发现了控制昼夜节律的分子机制。本文的主人公是美国洛克菲勒大学(Rockefeller University)的遗传学家、副校长迈克尔·杨。     

时间生物学研究的新突破：小鼠昼夜节律生物钟基因的定位

时间生物学研究的新突破：小鼠昼夜节律生物钟基因的定位据美国Ｊｏｓｅｐｈ．Ｓ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ等在“Ｓｃｉｅｎｃｅ”上报道,他们用Ｎ－乙基－Ｎ－亚硝基脉（ＥＮＵ）处理的小鼠后代筛选昼夜节律生物钟基因突变,鉴定出控制昼夜节律周期及维持节律性生物钟的半显...     

褪黑素对人体睡眠和血压的影响

昼夜节律遵循体内的生物钟规律,调节着机体多种功能和代谢过程,如血压、睡眠周期和体温等,睡眠周期表现出明显的昼夜节律,血压的变化也遵循24小时昼夜模式.研究表明,昼夜节律异常是睡眠障碍和心血管疾病的危险诱因之一.昼夜节律的起搏点受褪黑素的调节,而褪黑素的合成和分泌也具有昼夜节律性.内源性褪黑素可以通过多种方式增强人类节律系统的功能,外源性褪黑素作为一种时相药,可以对人体昼夜节律紊乱产生调节作用.越来越多的研究发现,褪黑素与睡眠和血压的变化有紧密的联系,深入研究褪黑素在其中的作用有利于阐明该类疾病的发生机制.本文旨在就褪黑素对人体睡眠和血压的影响作一综述.     

微小RNA和长链非编码RNA介导的昼夜节律调控

非编码RNA(ncRNA)是生物体细胞内一类重要的调控分子,其介导的昼夜节律调控日益受到研究者的重视。本文主要以黑腹果蝇Drosophila melanogaster和哺乳动物的相关研究为背景,阐述了微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)对昼夜节律的调控。miRNA介导的昼夜节律调控包括:生物体内(尤其是钟神经元中)具有节律性表达的miRNA;输入系统和miRNA存在相互调控,这主要是通过光照这个授时因子起作用;miRNA可直接调控核心振荡器,还可以调控其他基因而间接影响到核心振荡器;miRNA对输出系统的调控主要集中在代谢取食节律、运动节律、睡眠节律等。昼夜节律可调控lncRNA的表达,同时lncRNA也可调控昼夜节律,且lncRNA对基因调控范围广,作用机制复杂,这些都具有广阔的研究前景。本文将有助于进一步深入研究ncRNA对昼夜节律的调控。     

肠道菌群昼夜节律与宿主生物节律相互作用的研究进展

为了适应地球昼夜更替对机体的影响,哺乳动物进化出了一套内在的适应性计时机制,由此形成了生物钟系统（circadian clock）。昼夜节律作为该系统中的重要部分可与机体的代谢过程同步变化[1]。肠道菌群作为与机体共生的生物群落,在肠道功能方面发挥着重要作用。对肠道菌群的昼夜节律性波动以及与宿主生物节律之间的相互作用进行研究有重要意义。本文将着重阐述肠道菌群昼夜节律与宿主生物节律的相互作用,以及这种相互作用对宿主代谢的影响。     

生物钟机制研究进展

由生物体内源性生物钟所产生的昼夜节律是近年来生命科学的研究热点之一。几种模型生物（蓝细菌、脉孢菌、拟南芥、果蝇、小鼠）的生物钟相关基因相继被克隆和鉴定,为理解昼夜节律的分子机制奠定了基础。振荡器蛋白对其编码基因的负反馈调控可能是不同生物的生物运作普遍机制,在此基础上,不同生物有不尽相同的调控方式;隐色素可能是高等生物的共同生物钟光受体。     

运动调控昼夜节律在抗肌萎缩中的作用

随着全球老龄化进程加剧,老年人口剧增,伴随着工作和生活方式的改变,导致体育锻炼减少与生活作息不规律等问题愈发严重。这样的结果显著增加了骨骼肌萎缩的发病率,降低了老年和慢性疾病人群机体健康,影响其生活质量。与此同时,饮食不均衡和运动量降低以及激素水平波动等进一步加剧骨骼肌萎缩的发生,其病理机制主要为慢性炎症加重、线粒体功能障碍、自噬功能状态低下、细胞凋亡增加、肌卫星细胞功能受损以及昼夜节律紊乱等。其中,随着昼夜节律相关研究的深入,骨骼肌作为机体最大的外周生物钟,可通过调控昼夜节律核心基因BMAL1以及CLOCK基因,对骨骼肌纤维结构、线粒体功能、肌肉质量等产生影响。运动锻炼作为改善骨骼肌质量的重要干预策略,还可激活昼夜节律信号通路,调控其相位,进而改善肌肉再生、提高肌肉力量,发挥延缓肌萎缩作用。为此,本文从昼夜节律的角度去阐述其与肌萎缩发生以及潜在运动干预的分子机制,以期为肌萎缩的预防、治疗及康复提供新的靶向思路。     

链孢霉生物钟基因已被克隆

两种显著不同的生物似乎使用类似的基因来控制它们的昼夜节律。研究24小时循环交替的称作近似昼夜节律之分子基础的科研人员已克隆了控制粉红色链孢霉(Neurospora)生物钟的基因。该霉的孢子生长周期是已知的最不复杂的近似昼夜节律中的一种。当新罕布什尔州Hanove城Dortmouth学院的J.Dunlap、J.Loros和C.Robertson McClung把克隆了的基因引入不具生物钟特性的链孢霉突变体里时,该链孢霉的孢子形成节律得到恢复。他们亦发现已克隆的链孢霉生物钟基因的遗传序列仅仅只与科学家们从果蝇中已经克隆的其他生物     

果蝇昼夜节律的调控机制

40多年前的遗传筛选鉴定了第一个果蝇生物钟基因period,开启了果蝇生物钟调控机制的研究。随着更多生物钟基因被发现,一个由转录水平的调控及转录后水平的修饰组成的负反馈环路模型逐步形成,被认为是调控昼夜节律的核心分子机制。生物钟驱动果蝇脑内约150个神经元的活动,这些神经元在不同的环境条件下通过不同的方式互作,共同调控果蝇的行为节律。昼夜环境变化中最显著的是明暗变化。蓝光受体cryptochrome在光对昼夜节律的调控中起重要作用。     

昆虫钟基因研究进展

昆虫进化形成了内在的生物钟机制以协调行为、生理及代谢节律与外部环境信号同步,从而更有效地利用资源并获得适应性优势。行为、生理及代谢昼夜调控的协调对于昆虫有效应对可预见的生理上的挑战至关重要。生化过程和代谢变化与外部环境的昼夜节律同步性受基因表达的控制,钟基因在昆虫的重要生理过程如中枢及外围生物钟机制、光周期信号传导、光周期介导的外围组织调控、代谢以及免疫中发挥着重要作用。根据信号转导过程中的作用,昆虫钟基因分为3类——信号输入基因、信号震荡起搏器和信号输出基因,它们通过相互作用形成了复杂的转录-翻译反馈回路并参与调控昆虫昼夜节律和光周期事件。本文针对昆虫钟基因的鉴定、分类和功能,作用分子机制以及研究方法和挑战等方面作了总结,并展望了昆虫钟基因未来的研究方向,这将为昆虫钟基因的进一步功能研究及开发利用提供信息参考。