综述:昼夜节律与人类研究:方法学、挑战及未来方向

【字体: 时间:2025年08月06日 来源:Biological Rhythm Research 0.9

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  这篇综述系统探讨了昼夜节律(CR)在人类健康中的核心作用,涵盖实验模型(如强制去同步FD、恒定常规CRP)、干预手段(光疗、时间营养学)及新兴技术(可穿戴设备、多组学生物标志物、人工智能AI),为转化医学和精准健康策略提供理论支撑。

  

ABSTRACT

昼夜节律作为内源性生物钟调控系统,主导着生理功能(如代谢、免疫、心血管活动)的24小时周期振荡。现代生活方式(轮班工作、夜间光照)导致的昼夜节律紊乱(CRD)与代谢综合征(MS)、2型糖尿病(T2DM)、抑郁症及肿瘤发生显著相关。

研究方法学突破

强制去同步协议(FD)通过控制光照/黑暗周期解耦内源节律与外环境,揭示CRD对血糖稳态的独立影响;恒定常规协议(CRP)则通过均质化环境因素,精准量化核心体温(CBT)和褪黑激素(MLT)的相位偏移。自然场景研究补充发现,轮班工作者皮质醇(COR)峰值延迟与胰岛素抵抗(IR)呈正相关(r=0.32, p<0.01)。

干预策略进展

蓝光富集型光照疗法(BLT)可使阿尔茨海默病(AD)患者睡眠效率提升19%(p=0.003);时间限制性进食(TRE)窗口压缩至8小时,显著降低肥胖者空腹血糖(FBG)(Δ=-0.8 mmol/L, p<0.05)。靶向核受体REV-ERBα的小分子药物SR9009,在动物模型中展示出节律再同步潜力。

技术革命驱动

基于加速度计的可穿戴设备(如ActiGraph)实现CR参数(ISinterdaily stability、IVintradaily variability)的连续监测;单细胞转录组(scRNA-seq)鉴定出CR调控关键基因NR1D1的振荡模式;深度学习模型(LSTM)预测CRD个体心血管风险(AUC=0.87)。

转化医学挑战

当前CR研究面临标准化缺失(如DLMOdim-light melatonin onset测量差异达±40分钟),需建立跨学科协作网络。未来方向聚焦于开发CRD预警生物标志物(如外周血CLOCK基因甲基化率)及个性化干预时序方案,推动"时间疗法"(chronotherapy)纳入临床指南。

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