综述：生物节律：以半日为周期的生命律动

这篇综述深入探讨了哺乳动物12小时基因表达节律（circasemidian rhythms）的分子机制与进化起源，提出其可能源于海洋生物的潮汐节律（circatidal rhythms）。文章系统比较了昼夜节律（circadian）与潮汐节律的调控差异，揭示了内质网应激反应（UPR）通路中XBP1转录因子的核心作用，并探讨了该节律紊乱与代谢疾病和精神障碍的潜在关联。

　　

生物节律：以半日为周期的生命律动

地球生命始终与环境周期保持精密同步。除广为人知的24小时昼夜节律（circadian rhythms）外，近年研究发现小鼠和人类数百个基因呈现12小时表达周期。这种半日节律（circasemidian rhythms）与海洋生物的潮汐节律（circatidal rhythms）存在惊人相似性，其机制与功能正成为生物钟研究的新焦点。

潮汐节律钟的争议

1903年法国生物学家Georges Bohn首次记录罗斯科夫蠕虫的潮汐行为后，关于潮汐节律钟的本质争论持续百年。目前存在三大假说：独立12.4小时振荡器假说、单时钟调谐假说，以及双耦合振荡器假说。在端足类动物Parhyale hawaiensis中的研究发现，敲除核心生物钟基因Bmal1会同时破坏昼夜和潮汐节律，但RNA干扰实验显示per、cry2等基因缺失仅影响昼夜节律。这种矛盾暗示潮汐节律可能通过部分共享但差异化的分子机制实现。

12小时节律的调控之谜

哺乳动物12小时基因节律的产生存在三种可能机制：生物钟谐波效应、生物钟与摄食信号协同作用，或独立12小时振荡器。小鼠肝脏研究表明，约50%的12小时节律基因依赖局部生物钟和中枢生物钟（SCN）的双重调控，其表达峰值分别对应活动期（摄食）和静息期（禁食）起始。值得注意的是，XBP1调控的内质网应激反应（UPR）通路呈现显著12小时振荡，涉及蛋白质合成、脂代谢等关键生理过程。

人类12小时节律的医学意义

最新人类研究显示，外周血细胞中653个基因呈现12小时表达模式，且与小鼠肝脏节律基因显著重叠。前额叶皮层转录组分析发现，精神分裂症患者12小时节律基因（特别是UPR相关基因）出现特异性紊乱。动物模型中，肥胖等代谢异常会显著改变12小时节律的相位和振幅，提示该节律系统可能成为代谢疾病干预的新靶点。

进化关联的未解之谜

虽然12小时节律在从蓝藻到人类的物种中广泛存在，但其是否代表潮汐节律的进化遗迹仍无定论。海洋无脊椎动物与哺乳动物共享的UPR通路节律调控，可能反映的是代谢需求驱动的趋同进化。解决这一争议的关键在于阐明潮汐节律的特异性分子元件，以及明确哺乳动物12小时振荡器是否完全独立于经典生物钟通路。

这项跨越从潮间带到临床医学的研究揭示，12小时生物节律可能是生命体应对环境周期挑战的古老解决方案，其精细调控对维持代谢稳态和神经功能具有深远影响。未来研究需建立更严格的实验体系（如恒定条件监测），并开发特异性基因编辑工具来解析这一神秘的时间维度。