新研究！环境毒素竟会影响人体昼夜节律！

来源：作者：人气：-发表时间：2017-11-16 09:23:00【大中小】

我们都知道生物钟的失调与多种人类疾病密切相关。近日，美国伦斯勒理工学院的科学家研究发现人类昼夜节律会受到环境毒素所带来的不利影响。该研究对应文章则发表于最新上线的Ecology and Evolution杂志，名为“Evolution to Environmental Contamination Ablates the Circadian Clock of an Aquatic Sentinel Species”。

Daphnia pulex

在这篇文章中，科学家基于对水蚤的研究发现广泛存在于我们生活环境中的多种毒素能够引起动物体内与昼夜节律密切相关的表观遗传学改变。文章的主要作者Jennifer Hurley博士表示：“这项研究表明，长期接触环境毒素可能会使我们的昼夜节律功能受到抑制，而节律功能的紊乱则与癌症，糖尿病，肥胖，心脏病和抑郁症等多种疾病的发病密切相关。我们的研究则首次揭示了环境毒素对于动物核心生物钟调控的巨大影响。”

在先前的研究中，科学家发现一种称为蚤状溞（Daphnia pulex）的水蚤能够对环境污染产生一定的适应性。这种生活在纽约乔治湖边的水蚤不得不忍受柏油路所带来的盐污染，然而，尽管蚤状溞能够迅速演化出对道路盐污染的耐受性，但其获得这种适应性所要付出的代价也是十分惨重的。为了适应道路带来的盐污染，蚤状溞必须牺牲其原有的昼夜节律。

一般情况下，水蚤常被作为研究生物体如何对环境压力作出反应的模式生物，基于在水蚤身上的这些发现，研究人员也认为对环境毒素的暴露也可能同样影响着高等生物。 “这些发现表明诸如人类生物钟的高等生物昼夜节律也可能会受到环境污染物所带来的影响。”文章的作者表示。

为了进一步阐明盐污染对水蚤昼夜节律的影响，研究人员检测了水蚤遭受环境污染后生物钟相关基因表达水平的变化。研究人员发现，在低盐与恒定的黑暗条件下，水蚤mRNA表达水平会在24小时中以一定的节律发生振荡，这清楚地表明水蚤个体确实具有功能性的生物钟。

为了测试适应高盐环境是否能够影响这种功能性生物钟，研究人员对五个能够适应不同盐度水平的水蚤种群进行了类似的实验。研究结果显示，在适应地增加环境盐浓度之后，水蚤相应mRNA水平的时间节律性就会发生非常明显的恶化，水蚤mRNA水平的自然节律受到了高浓度环境盐份的明显抑制。

研究人员写道：“适应高盐环境的水蚤种群表现出周期性基因震荡表达的消融。有趣的是，在这些水蚤的节律基因受到抑制的同时，其他某些基因的表达却发生了上调。这些结果表明，水蚤种群通过对昼夜节律功能的抑制快速地产生了耐盐性进化。”

在确定了受到环境盐分所抑制的具体节律基因之后，研究人员对这些基因表达下调的具体调控途径进行了更为深入的研究。他们指出，以前在大型蚤（D.magna）中的研究表明，暴露于NaCl能够导致水蚤细胞中DNA甲基化显着增加，这一现象暗示着环境影响与细胞的表观遗传变化密切相关。同时，其他相关研究也显示出耐盐和不耐盐的水蚤之间存在着许多基因表达水平和表观遗传学的差异。

“这些现象表明，表观遗传变化可能参与着水蚤的耐盐性进化，并且在一定程度上破坏了水蚤的昼夜节律。”研究人员指出。

虽然该研究仅仅涉及了经常存在于水中的一种单一毒素，但研究人员仍然表示，包括农药，药品和重金属在内的许多其他污染正变得越来越普遍。这项研究所揭示的化学污染引起的昼夜节律紊乱及其危害很可能仅仅是环境污染所带来危害的冰山一角。

文章来源

Kayla D. Coldsnow, Rick A. Relyea and Jennifer M. Hurley.Evolution to environmental contamination ablates the circadian clock of an aquatic sentinel species.ECOLOGY AND EVOLUTION.: 28 OCT 2017 DOI: 10.1002/ece3.3490