综述:胃肠病学中的昼夜节律:生物钟对肠道健康的影响

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Gastroenterology 26.3

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了昼夜节律(circadian rhythm)通过下丘脑中枢时钟与胃肠外周时钟协同调控消化吸收、运动、屏障功能及免疫-微生物组互作,揭示现代生活方式(如夜间光照、跨时区旅行、轮班工作)导致的生物钟紊乱与功能性/炎症性/肿瘤性胃肠疾病(GI diseases)及全身代谢异常的关联,并提出基于生物钟同步化的时序治疗新策略。

  

ABSTRACT
慢性胃肠疾病(包括功能性、炎症性和肿瘤性病变)的全球发病率持续攀升,现代生活方式被证实是重要诱因。由下丘脑视交叉上核(SCN)主导的中枢生物钟与胃肠外周时钟形成层级网络,通过光、进食等授时因子(zeitgeber)协调消化系统功能。分子水平上,核心时钟基因(CLOCK/BMAL1)通过转录-翻译反馈环(TTFL)调控下游钟控基因(CCGs),进而影响胃酸分泌、肠蠕动、紧密连接蛋白表达及免疫细胞节律性募集等生理过程。

昼夜节律的胃肠调控机制
胃肠上皮细胞中,时钟基因Per2的振荡直接调控钠-葡萄糖共转运体(SGLT1)的表达节律,导致日间糖吸收效率较夜间提升30%。杯状细胞的黏蛋白分泌呈现明显昼夜波动,其分泌高峰与肠道菌群(如拟杆菌门)的代谢活性周期同步。在免疫层面,固有层中Th17细胞的节律性迁移受REV-ERBα调控,而潘氏细胞防御素分泌则与BMAL1的DNA结合活性正相关。

生物钟紊乱的病理后果
小鼠模型显示,持续光照破坏可使结肠Claudin-2表达上调200%,导致肠屏障通透性显著增加。临床研究证实,轮班工作者粪便钙卫蛋白(calprotectin)水平较日间工作者升高1.8倍,且其肠道菌群β多样性发生特征性改变。特别值得注意的是,高脂饮食喂养的Bmal1-/-小鼠在6周内即出现肝脂肪变性,而野生型小鼠需12周才出现类似病变,提示生物钟缺陷加速代谢异常进程。

时序治疗策略
基于时间药理学(chronopharmacology)的研究发现,清晨给药的5-氨基水杨酸(5-ASA)在溃疡性结肠炎患者中的黏膜药物浓度较晚间给药高40%。光照疗法(light therapy)可使克罗恩病患者的疾病活动指数(CDAI)降低35%,其机制与恢复外周血单核细胞中PER2的振幅有关。益生菌VSL#3的定时补充被证实可重塑肠道菌群昼夜振荡,使DSS结肠炎小鼠的生存率提高60%。

这些发现为开发新型生物钟调节剂(如KL001类REV-ERB激动剂)和个性化时序治疗方案提供了理论依据,未来需进一步探索外周时钟组织特异性调控网络与胃肠疾病亚型间的精确对应关系。

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