广岛大学助理​​教授 Ryota Nakazato 和教授 Koji Ikegami 领导的研究小组发现,细胞上生长的“初级纤毛”的长度以 24 小时为周期扩张和收缩。

 每个细胞都有一根几微米长的“毛发”,称为“初级纤毛”,它在维持正常细胞功能的同时,根据细胞状态和外部环境改变其形状。

 在这项研究中,我们通过小鼠成纤维细胞的培养实验发现,初级纤毛的长度以大约24小时为周期扩张和收缩。在成纤维细胞中,称为“时钟基因”的蛋白质的合成和分解产生人体内部时钟,大约以 24 小时为周期发生,形成昼夜节律。他们发现初级纤毛的长度也受时钟基因控制,形成昼夜节律,在大约24小时内延长和收缩。

 当成纤维细胞在皮肤上受伤时,它们会迁移到伤口部位,通过释放胶原蛋白和其他物质来治愈伤口,但成纤维细胞的初级纤毛较长,而成纤维细胞的初级纤毛较短。在此期间,伤口部位的活动速度比成纤维细胞慢。例如,据报道,夜间烧伤比白天烧伤需要更长的时间才能愈合;一天中受伤发生的时间会影响伤口愈合的速度。虽然已知有不同的现象,但初级纤毛的长度成纤维细胞的数量在白天和晚上有所不同,可能是造成这种现象的原因之一。

 通过小鼠实验发现,构成大脑的神经元和神经胶质细胞中初级纤毛的长度在夜间比白天更长。这一发现揭示了初级纤毛与人体生物钟之间的新关系,表明初级纤毛不仅在伤口愈合中发挥作用,而且在睡眠、觉醒、激素分泌、身体机能等多种具有昼夜节律的生物机制中发挥作用。温度变化,可能也有关系。这项研究的结果预计将带来对生物钟的新认识,并发展“时间疗法”,将生物钟知识融入医疗保健中。

纸张信息:[EMBO 报告] 时钟基因调节初级纤毛长度的昼夜节律振荡调节成纤维细胞迁移

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