在一項新的研究中，來自美國加州大學歐文分校和德國亥姆霍茲慕尼黑中心等研究機構的研究人員鑒定出調節代謝的器官和組織之間存在的一種通信網絡係統。他們的研究結果首次提供了詳細的“圖譜”來解釋身體如何創造和使用能量，以及這種通信網絡中的不平衡如何可能影響整體健康。相關研究結果發表在2018年9月6日的Cell期刊上，論文標題為“Atlas of Circadian Metabolism Reveals System-wide Coordination and Communication between Clocks”。論文通信作者為亥姆霍茲慕尼黑中心的Jerzy Adamski和Matthias H. Tschöp以及加州大學歐文分校的Kristin Eckel-Mahan和Paolo Sassone-Corsi。

        這項研究揭示了身體晝夜節律(circadian rhythm，即生物鍾)背後高度協調的多組織代謝，並探究了這些晝夜節律遭受的破壞---比如由高脂肪飲食引起的破壞---誘導這些通信網絡時鍾之間的不一致，並且能夠導致炎症，而炎症與主要疾病存在關聯並能夠影響壽命。 Sassone-Corsi在10年前首次發現了晝夜節律和代謝之間存在關聯，並鑒定出晝夜節律蛋白(circadian protein)感知細胞中能量水平的代謝途徑。

        Sassone-Corsi說，“人體是一種複雜的完美整合在一起的係統，當這些通信網絡處於平衡時，它能以最佳效率發揮作用。當這種係統因器官之間的不一致而遭受幹擾時，人體將以低於最佳的水平發揮功能，這可能導致疾病。我們所展示的圖譜解釋了如何通過適當的平衡和內環境穩定來實現盡可能最佳的健康。”

        這些研究人員研究了各種基因時鍾(genetic clock)---從血清、肝髒和肌肉中的那些基因時鍾到大腦前額葉皮質和下丘腦中的基因時鍾，以及棕色脂肪和白色脂肪中的基因時鍾。由此產生的圖譜反映了各種器官和組織之間的關聯性，它們一起構成了所謂的控製代謝活動的晝夜模式的生物鍾(body clock)。他們隨後測試了這些關聯性，以便觀察小鼠的高脂肪飲食是如何擾亂身體中微調的代謝模式，並讓這些基因時鍾之間的溝通和協調重新連接在一起。

        Sassone-Corsi說，“高脂肪飲食的影響證實外部因素能夠破壞這種協調的代謝模式”，並補充道通過這種圖譜，來自一種器官或組織的信息能夠在係統範圍內提供對代謝異常和與這些代謝異常相關的疾病的理解。”

        他說，“我們如今能夠構建一種基於個體晝夜節律代謝的個性化醫療方法。代謝分析是一種優化代謝健康的大數據方法。”(生物穀 Bioon.com)

        參考資料：

        Kenneth A. Dyar, Dominik Lutter, Anna Artati et al. Atlas of Circadian Metabolism Reveals System-wide Coordination and Communication between Clocks. Cell, 6 Sep 2018, 174(6):1571-1585, doi:10.1016/j.cell.2018.08.042.