综述:非经典生物钟调节因子调控消化系统疾病中的应激反应

【字体: 时间:2025年08月03日 来源:TRENDS IN Endocrinology & Metabolism 11.4

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  本综述聚焦现代生活方式(如时差、轮班、不规律饮食)对消化系统昼夜节律(circadian rhythm)的破坏,系统阐述非经典生物钟调节因子(noncanonical clock regulators)如何通过调控应激反应参与消化疾病发生,并探讨时序疗法(chronotherapy)中时序营养(chrononutrition)和时序药理学(chronopharmacology)的干预潜力,为疾病管理提供新视角。

  

Highlights

昼夜节律是维持细胞稳态的核心机制,其紊乱会触发多种应激反应,进而导致消化系统疾病。研究发现,时序营养与时序药理学(chronopharmacology)作为经济高效的干预策略,能通过调节非经典生物钟调节因子(如REV-ERBα、RORγ等)优化代谢通路。这些靶点不仅调控24小时节律性基因表达,更为拓展时序疗法应用提供了新方向。

Abstract

消化系统通过昼夜节律协调营养吸收、代谢和排泄过程。现代生活方式导致的光-暗周期失调会直接破坏肠肝轴(gut-liver axis)中核心时钟基因(如CLOCK、BMAL1)的表达,诱发氧化应激(oxidative stress)和内质网应激(ER stress)。最新研究表明,非经典调节因子如缺氧诱导因子HIF-1α和能量传感器AMPK可通过整合环境信号,在肠上皮屏障功能和肝脏脂质代谢中发挥节律调控作用。针对这些靶点开发的时序疗法,例如限制性进食(TRF)和时辰给药,已在炎症性肠病(IBD)和非酒精性脂肪肝(NAFLD)模型中显示出显著疗效。

机制解析:从分子到通路

核心时钟基因与应激通路的交叉对话是疾病发生的关键。PER2蛋白可通过结合KEAP1解除Nrf2的抑制,从而增强抗氧化防御;而CRY1则通过抑制NF-κB通路减轻肠道炎症。值得注意的是,肠道菌群的昼夜振荡会通过代谢物丁酸盐(butyrate)激活肠上皮细胞HDAC3,进而调控紧密连接蛋白(claudin-1)的表达节律。

时序干预策略

  1. 时序营养:小鼠实验表明,将90%热量摄入限制在活跃期(active phase)可使肠道干细胞增殖效率提升40%,该效应依赖于SIRT1介导的线粒体生物发生(mitochondrial biogenesis)。

  2. 时序给药:基于PPARγ磷酸化状态的昼夜波动,在休息期(rest phase)给予噻唑烷二酮类药物可使胰岛素增敏效果提高2.3倍。

这些发现为消化系统疾病的精准医疗提供了理论依据,未来需进一步探索组织特异性生物钟网络的调控机制。

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