身体内部的生物钟不仅决定了我们的睡眠时间，还决定了肌肉愈合的速度。西北大学医学院的一项新研究在小鼠中发现，肌肉损伤在身体自然清醒时间内发生时愈合得更快。该研究今天发表在《科学进展》杂志上。
这项发现可能对轮班工人有影响，并且有助于理解衰老和肥胖的影响，高级作者、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。
该研究还有助于解释时差和夏令时变化如何影响生物钟和肌肉恢复。“在我们每个细胞中，都有形成分子生物钟的基因，”Peek说。“这些时钟基因编码一组转录因子，调节全身许多过程并将其与适当的时间对齐。诸如睡眠/觉醒行为、代谢、体温和激素——所有这些都是昼夜节律。”
Peek实验室之前的研究发现，小鼠在正常清醒时间内受到肌肉损伤时，再生速度更快。当小鼠在通常的睡眠时间内受伤时，愈合速度减慢。
在当前的研究中，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调控再生。
为了进行这项研究，Peek及其合作者在一天中的不同时间对受伤和未受伤的小鼠肌肉进行了单细胞测序。他们发现，一天中的时间影响了干细胞中的炎症反应水平，这会向中性粒细胞发出信号——中性粒细胞是肌肉再生中的“第一响应者”先天免疫细胞。
Peek说：“我们发现，在小鼠清醒期间受伤后，细胞之间的信号传导要强得多。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调控是由干细胞-免疫细胞之间的相互作用决定的。”
科学家们还发现，肌肉干细胞钟还影响了受伤后的NAD+生成。NAD+是一种存在于所有细胞中的辅酶，对于体内能量生成至关重要，并参与数百种代谢过程。
接下来，使用一种经过基因改造的小鼠模型，这种模型可以特异性地提高肌肉干细胞中的NAD+生成，科学家们发现NAD+诱导炎症反应和中性粒细胞募集，促进肌肉再生。
Peek表示，这些发现特别有助于理解衰老和肥胖中发生的生物钟紊乱。“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较差的肌肉再生能力有关，”Peek说。“现在，我们可以问：这些生物钟紊乱是否会导致这些情况下较差的肌肉再生能力？它们如何与免疫系统相互作用？”
展望未来，Peek及其合作者希望确定NAD+如何诱导免疫反应以及这些反应在疾病中的改变。
“很多生物钟生物学都集中在单个细胞类型中的分子钟上，并且是在没有压力的情况下，”Peek说。“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。试图理解在压力和再生条件下不同生物钟如何相互作用是一个非常令人兴奋的新领域。”
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