身体内部的生物钟不仅决定我们的睡眠时间，还决定了肌肉的恢复速度。
西北大学医学院的一项新研究在小鼠中发现，当肌肉损伤发生在自然清醒时间内时，恢复速度更快。该研究结果已于今日发表在《科学进展》杂志上。
这项研究的主要作者、西北大学范伯格医学院生物化学和分子遗传学助理教授Clara Peek表示，这一发现可能对轮班工作者具有重要意义，并有助于理解衰老和肥胖的影响。
Peek说：“在我们每个细胞中，都有形成分子生物钟的基因。这些生物钟基因编码了一组转录因子，调节全身许多过程并使其与一天中的适当时间对齐。例如，睡眠/觉醒行为、新陈代谢、体温和激素等都是昼夜节律。”
研究方法
Peek实验室之前的研究发现，小鼠在正常清醒时间内受伤时，肌肉组织再生速度更快。而当损伤发生在它们通常的睡眠时间内时，恢复速度较慢。
在这项最新的研究中，Peek及其合作者试图更好地了解肌肉干细胞内的生物钟如何根据一天中的不同时间来调控再生过程。
为了进行这项研究，Peek及其合作者在一天的不同时间点对受伤和未受伤的小鼠肌肉进行了单细胞测序。他们发现，炎症反应水平受时间的影响，在肌肉干细胞中，信号传递给中性粒细胞——这是肌肉再生过程中“第一响应者”的先天免疫细胞。
Peek说：“我们发现，当小鼠在清醒期间受伤时，细胞之间的信号传递更强。这是一个令人兴奋的发现，进一步证明了肌肉再生的昼夜节律是由干细胞-免疫细胞相互作用决定的。”
科学家们还发现，肌肉干细胞的生物钟也会影响NAD+（一种存在于所有细胞中的辅酶）在受伤后的生成。NAD+在体内产生能量的过程中至关重要，并参与数百种代谢过程。
接下来，使用一种基因操纵的小鼠模型，该模型在肌肉干细胞中增加了NAD+的生成，研究人员发现NAD+诱导了炎症反应和中性粒细胞的招募，从而促进了肌肉再生。
为什么这很重要
Peek表示，这些发现可能特别有助于理解与衰老和肥胖相关的生物钟紊乱。
Peek说：“与衰老和代谢综合征（如肥胖和糖尿病）相关的生物钟紊乱也与肌肉再生能力下降有关。现在我们可以问：这些生物钟紊乱是否导致了这些状况下的较差肌肉再生能力？它们如何与免疫系统相互作用？”
下一步
展望未来，Peek及其合作者希望确定NAD+是如何诱导免疫反应的，以及这些反应在疾病中是如何改变的。
Peek说：“很多关于昼夜生物学的研究都集中在单一细胞类型中的分子钟上，而且是在没有压力的情况下。直到最近，我们还没有足够的技术来充分研究细胞间的相互作用。试图理解在应激和再生条件下不同的生物钟如何相互作用，是一个非常令人兴奋的新领域。”
该研究得到了美国国立卫生研究院的支持，资助编号为R01DK123358, P30DK020595, K08 AR081391, 5P01AG049665-09 和 T32 HL076139-11。其他资金由美国退伍军人事务部通过资助编号IK6 RX003351提供。
来源：
西北大学
期刊参考：
Zhu. P., et al. (2025) 免疫调节在肌肉修复中的干细胞生物钟作用。《科学进展》。doi.org/10.1126/sciadv.adq8538。
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