我们每个人体内都拥有一套“内置”计时装置。这套装置驱动我们从睡眠循环到新陈代谢的所有生理过程，但是这种我们称之为“生物钟”的内在工作机制是很复杂的，隐藏在其机制背后的分子过程更是在很长一段时间中困扰着科学家们。日前，格莱斯顿研究所的科研人员发现了在体内生物钟机制中扮演重要角色的一种蛋白质。另外，他们还揭示了这种蛋白质调节生理节律的机制和其失去作用之后对于整体生理节律的影响。
在最新一期的《神经科学》杂志上，来自格莱斯顿的研究员Katerina Akassoglou博士和她的小队在动物模型中揭示了神经营养因子受体p75（p75NTR）的产生和体内的生物节律遥相呼应，同时还阐明了这种节律性的呼应如何调节重要的代谢功能。该发现揭示了p75NTR在生物节律中的作用以及对于整体代谢功能的影响。
几乎地球上的所有生物——从细菌到人类——其生理活动都具有节律性，而这种节律性的周期正好和每一天的24个小时以及昼夜交替在时间段上相呼应。这种节律性受到光照频率、温度以及进食情况的影响，对于其他因素则不敏感。有意思的是，近期有研究还发现了生物钟和代谢之间的关系。
“正常的生物节律是保证机体代谢功能良好运转的重要因素，所以在长期的进行夜晚活动，比如加夜班，会导致这种戒律的紊乱，随之而来的后果就是机体代谢功能和自身免疫系统出现紊乱的风险增加，各种疾病诸如肥胖、2型糖尿病、癌症和多发性硬化可能就会发生。”加利佛尼亚大学的神经科学教授Dr. Akassoglou说。格莱斯顿研究院是加州大学的附属机构之一。“在本次研究中，我们准确的找到了联系生物节律性和代谢功能之间的重要角色——p75NTR。”
过去p75NTR一直被认为只活跃于神经系统中。随着对其研究的进一步深入，发现这种蛋白质在机体各种的细胞中都广泛的活跃着，是很多的生物功能中不可缺少的一部分。去年，格莱斯顿的研究者们发现p75NTR存在于肝脏和脂肪细胞中，能够调节血浆中葡萄糖的水平，证明了其参与了一项重要的代谢活动。在发现了p75NTR和代谢存在关联的现象后，该研究小组希望能够找到p75NTR和生物节律的关系，他们先后在培养皿和动物体内进行了实验。
研究的目的基因包括Clock和Bmal1。这两个基因和其他类似的基因被称为“生物节律调节基因”，在体内普遍存在。它们的作用是调节体内的生物钟。研究人员希望找到这些基因和p75NTR的关系。
“我们在进行了初步的实验后，结果显示这种联系的确存在。”本篇文章的第一作者博士后研究员来自格莱斯顿研究所的Bernat Baeza-Raja博士说。“在单体细胞中，我们发现Clock和Bmal1基因直接结合于编码p75NTR的基因后，编码p75NTR蛋白质的活动才开始，证明了这两种基因调节p75NTR的表达。”
但是相比于p75NTR的表达，更重要的是找到它的表达时间。该团队发现和其他的戒律调节基因一样的是，p75NTR的表达在每天的24小时中也呈现节律性——和细胞的生物节律同步。在小鼠体内的实验进一步证实了这种猜想。
当研究人员敲除了小鼠体内的Clock基因时，一切的同步过程都出现了紊乱。预料之中的是p75NTR的节律性表达也被破坏，并且其表达水平也下降。
让研究人员感兴趣的不光是p75NTR表达量的下降，还有这种下降带来的后果——一系列生物节律都出现了异常。特别是大脑内部和肝脏内部调节生物节律的基因以及其他调节糖代谢和脂肪代谢的基因。
“我们发现机体在无法表达p75NTR后，生物节律和代谢功能都受到了影响，这种关系证实了这种蛋白质和这两种生理过程都有联系。”生命科学研究所所长Alan Saltiel博士说，同时他还是密歇根大学的教授，但并没有参与此项试验。“我们期待着Dr. Akassoglou和她的团队继续在p75NTR上的研究，进一步解释其与生物节律和代谢功能的关系。”
“我们的研究证实了p75NTR与代谢和生物节律之间都有关系，但是这两个生理过程都很复杂，很多其他的因素都与之相关。” Dr. Akassoglou说。“我们现阶段的工作重点在于探索生物钟、代谢系统和免疫系统之间的关系。目的是探究生物钟紊乱后这些系统发生疾病的机理和可能的治疗手段，比如糖尿病和肥胖，还有多发性硬化甚至包括阿尔兹海默氏症。”
