很多关于癌症危险因素的研究有发现,熬夜,正如近15%的美国人所做的那样,会增加患癌风险。有生物学家目前发现了或许可以解释此风险增加的关联。
在人类和大多数其他生物体中,由光支配的生物钟,通过控制细胞活动来调节人体生理的关键方面,这些细胞活动包括新陈代谢和细胞分裂。在小鼠研究中,MIT的研究小组发现在控制细胞生物戒律的基因中,有两个基因也具有作为肿瘤抑制子的作用。
这两种基因缺失或中断正常的明暗交替周期就会导致其肿瘤抑制功能下降,使得肿瘤不断发展。
打破生物钟
人类的昼夜规律生物钟位于大脑的视交叉上核(SCN)中,它可以接收来自视网膜光的信息。视交叉上核通过激素和其他信号分子将这一信息传递给体内细胞。
在细胞内,一个称为Bmal1的基因负责打开其它控制生理活动的基因,包括一个叫Per2的基因。通常由这些基因编码的蛋白质会在整整一天内摆动不定,但当正常的明暗周期中断时这些摆动就会消失。
细胞需要光信号,就像时钟的重置按钮一样。当你失去这些信号时,你的身体每一个细胞就失去了正常的周期。
这时研究人员进行了一项实验来验证这个假设,他们将小鼠暴露于两种不同的明暗时间表中观察其结果。一组小鼠进行正常时间表,它们经历12小时的白天再经历12小时的黑暗,而其它小鼠进行“时差”计划表:每隔两到三天,它们就被暴露于额外的8小时的光亮中。这种“时差表”模仿人类夜班工作或穿越多个时区的情况。
相比正常组的小鼠,“时差表”组小鼠肿瘤的增长速度加快。
在他们的第二次实验中,研究人员把小鼠放置在正常的明暗时间表中,但是敲除它们的Bmal1与Per2基因。这些小鼠的肿瘤增长速度与“时差表”组小鼠的状态相似。
这项研究提供了癌症和生物钟功能障碍之间的一种重要关系。
失控的生长
BMAL1与Per2基因控制着一个被称为c-myc的促癌蛋白的制造时机,所以,当这些基因被破坏时,c-myc开始积累,刺激细胞代谢、加快增殖。
C-myc基因打开这个使细胞产生更多代谢物、更多营养物质和新细胞产生所需的更多原料的程序。它对细胞增殖的能力很重要。
这项研究为我们展现了癌症和生物钟功能障碍之间的重要纽带。这项工作是非常清晰和明确的,它可能正是我们阐明生物钟可能对良恶性肿瘤存在抑制作用所需要的。
研究人员还分析了人肺肿瘤样品,他们发现,肺部肿瘤组织中BMAL1与Per2基因以及其他关键的生物钟基因的表达水平比健康组织中更低。最具侵略性的肿瘤中,这些基因的表达水平甚至更低。
研究新方向
研究人员正倾心投入于最新研究课题:通过BMAL1和Per2基因丢失的等方式破坏细胞的生物钟之后,例如癌细胞,是否会出现弱点?而这些弱点是否有可能被加以利用,作为潜在的药物靶点。他还计划研究破坏昼夜节律如何影响其他类型的癌症,包括胰腺癌。
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