我们的身体遵循一个自然的24小时周期，即昼夜节律，它影响着从睡眠到新陈代谢的一切。虽然科学家们早就知道某些核心生物钟基因有助于调节这些节律，但贝勒医学院（Baylor College of Medicine）的研究人员领导的一项新研究表明，还有一层调节——饮食与个人的基因组成相互作用，影响肝脏中基因活动的日常模式，尤其是与脂肪代谢有关的模式。
这些研究结果发表在《细胞代谢》杂志上，揭示了遗传和环境在调节脂质代谢方面相互作用的一个以前未被重视的时间方面，对肥胖相关疾病易感性和个性化时间疗法的个体差异或医学干预与人体自然昼夜节律的一致性具有影响。
我们的研究为这个问题提供了新的见解，“为什么有些人更容易发胖或出现肝脏问题，而另一些人却不会，即使他们吃同样的饮食？”＇＇＂
关东银博士，通讯作者，贝勒大学医学内分泌学和分子与细胞生物学助理教授
关也是贝勒大学丹·邓肯综合癌症中心的成员。
“我们发现个体遗传差异会影响肝脏对食物反应的基因活动时间，”关实验室的博士后、第一作者之一陈颖博士说。“基因和饮食共同塑造肝脏的日常节律，反过来又会影响脂肪的加工和储存方式。”
研究人员研究了人类肝脏样本和两种遗传背景不同的小鼠。他们观察了肝脏中的基因在一天中是如何开启和关闭的，以及当老鼠被喂食高脂肪食物时，这种基因是如何变化的。
为了探索饮食和基因之间这种合作的潜在分子机制，研究小组还研究了DNA区域之间的3D相互作用。他们研究了“增强子”（促进基因活性的基因）与“启动子”（启动子启动基因活性）是如何以一种依赖时间的方式联系在一起的。
关和他的同事们发现，基因变异对人类和老鼠的日常基因活动模式都有影响。在人类中，只有在具有特定基因变异的人群中，数千个基因才表现出有节奏的活动。
“我们还发现，饮食改变了小鼠肝脏中基因表达的节奏，但不同的基因有不同的变化，”关实验室的研究助理、第一作者之一周迪书说。“当老鼠被喂食高脂肪食物时，它们的肝脏基因活性发生了变化，但并非所有基因的变化方式都相同。一些基因保持了它们的节奏，一些失去了节奏，而另一些则获得了节奏。”
值得注意的是，遗传和营养共同作用控制了80%以上的节律增强-启动相互作用。“我们发现基因ESRRγ是一个非规范的时钟调节器，这意味着它不是核心生物钟基因家族的一部分，但在调节日常节律方面仍然发挥着重要作用，”关说。“缺乏ESRRγ的小鼠失去了肝脏中的许多节律性连接，并表现出脂肪代谢紊乱。”
研究结果表明，脂肪代谢具有时间敏感性和基因依赖性。在具有不同遗传背景的小鼠中，肝脏中脂肪滴的大小全天都在变化，但仅在具有活跃ESRRγ的小鼠中。这表明，个体基因组成不仅会影响身体处理脂肪的方式，还会影响身体处理脂肪的时间。
这项研究的重点是肝脏和脂肪代谢，但作者提出，同样的原则可能适用于其他器官和疾病。这些发现不仅提供了对日常代谢变化的更好理解，而且还支持个性化时间疗法的可能性——根据一个人的基因概况定制用餐时间或安排药物或其他治疗，以优化健康结果。
