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为探究 Bmal1 基因缺失对肝脏组织转录的影响，研究人员用全球和肝脏特异性 Bmal1 敲除小鼠及对照组，在两个昼夜时间点进行转录组测序分析。结果表明数据可靠，为研究 BMAL1 在肝脏生理、病理及昼夜生物学中的作用提供资源。
在神秘的生命科学领域，昼夜节律就像一个精准的 “体内时钟”，掌控着哺乳动物众多生理和行为过程，从日常的睡眠 - 觉醒周期，到激素分泌、新陈代谢以及细胞修复等。这个 “时钟” 的核心部件之一便是生物钟系统，它由位于下丘脑视交叉上核（SCN）的中央起搏器，以及分布在各个组织器官（如肝脏）的外周生物钟共同组成。肝脏作为人体重要的代谢中枢，其昼夜节律对维持正常的代谢功能至关重要，像葡萄糖和脂质代谢在一天中不同时段都有着精细的调控。
然而，当昼夜节律出现紊乱，一系列健康问题也随之而来。肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的发生风险显著增加，这凸显了维持生物钟正常运转的重要性。在生物钟系统中，Bmal1 基因扮演着关键角色。它作为转录因子，与 CLOCK 形成异二聚体（BMAL1/CLOCK 复合物），结合到靶基因的启动子或内含子区域的 E-box 顺式元件上，调控下游众多生物钟控制基因的转录，进而维持生理过程的节律性。
以往研究发现，敲除小鼠的 Bmal1 基因会破坏昼夜节律，引发多种生理损伤。但由于全身敲除 Bmal1 带来的系统性影响，使得探究其在肝脏中的特定功能及相关疾病机制变得困难重重。为了突破这一困境，西北农林科技大学的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们运用全球 Bmal1 敲除（Bmal1 KO）小鼠模型和肝脏特异性 Bmal1 敲除（L-Bmal1 KO）小鼠模型，深入剖析 Bmal1 基因缺失对小鼠肝脏的影响。该研究成果发表在《Scientific Data》上，为相关领域的研究提供了重要线索。
研究人员在此次研究中，主要运用了以下几种关键技术方法：首先是基因分型技术，通过 PCR 对小鼠尾组织进行基因分型，准确筛选出不同基因型的小鼠；其次是运动活性分析，让小鼠在 12 小时光照 / 12 小时黑暗（LD）循环和持续黑暗（DD）环境下生活，记录其运动数据，以此评估昼夜节律行为；最后是转录组测序分析，在昼夜周期的两个关键时间点（CT2 和 CT14，分别对应主观的清晨和夜晚）采集小鼠肝脏组织，进行 RNA 测序，分析基因表达变化。
下面来详细看看研究结果：
- 基因分型验证：通过 PCR 和蛋白质免疫印迹（western blotting）技术，研究人员成功验证了不同基因型小鼠的准确性。Bmal1-/-（Bmal1 KO）小鼠在基因分型中呈现出 162bp 的单一条带，而野生型（Bmal1+/+，WT）小鼠则显示出 329bp 的单一条带；杂合子（Bmal1+/ -）小鼠出现两条带。在肝脏特异性敲除小鼠（Alb - Cre; Bmal1f/f，L - Bmal1 KO）中，基因分型显示出 431bp 的 Flox 带和 500bp 的 Alb - Cre 带，蛋白质免疫印迹结果也表明，只有肝脏组织中的 BMAL1 蛋白几乎检测不到，证实了肝脏特异性敲除小鼠模型构建成功。
- 运动活性分析：通过对小鼠运动活性的监测，研究人员发现，在持续黑暗（DD）环境下，Bmal1 KO 小鼠与其他基因型小鼠相比，完全丧失了节律性活动；而 L - Bmal1 KO 小鼠则能维持与 Bmal1f/f小鼠相似的节律性活动周期。这一结果表明，肝脏特异性敲除 Bmal1 基因对小鼠整体的昼夜节律活动影响较小，与全身敲除的效果存在明显差异。
- RNA 测序及数据分析：对肝脏组织进行 RNA 测序后，研究人员对原始数据进行了严格的质量控制和分析。从碱基质量分数、GC 含量到映射率等各项指标均显示，原始测序数据质量高，且经过过滤后得到的高质量清洁数据与小鼠参考基因组的匹配度良好。主成分分析（PCA）、相关性分析以及平均表达水平分析等结果表明，测序数据具有良好的可重复性和可靠性。此外，通过差异表达分析，研究人员发现不同基因型小鼠在不同时间点存在大量差异表达基因（DEGs），并且 LKO 和 KO 小鼠与各自对照组相比，节律性表达基因的数量均有所减少。通过实时荧光定量聚合酶链式反应（RT - qPCR）对部分基因（如 Nr1d1 和 Cry1）进行验证，结果与 RNA 测序数据一致，进一步证实了研究结果的可靠性。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：他们成功构建了全球和肝脏特异性 Bmal1 敲除小鼠模型，并通过一系列实验分析，获得了高质量的肝脏组织转录组数据。这些数据为深入研究 BMAL1 在肝脏生理和病理过程中的作用提供了宝贵资源，有助于揭示昼夜节律与肝脏功能之间的复杂关系，为相关代谢性疾病的研究和治疗提供新的方向。
在讨论部分，研究人员指出，该研究为进一步探索肝脏生物钟的分子机制奠定了基础。未来研究可以基于这些数据，深入挖掘 Bmal1 基因缺失影响肝脏功能的具体信号通路和调控网络。同时，研究结果也提示，针对肝脏特异性的 Bmal1 基因调控可能成为预防和治疗代谢性疾病的潜在策略，这对于改善人类健康具有重要意义。
