《GeroScience》：Chronic non-24-h light–dark cycles alter healthspan measures but not overall survival in male C57BL/6 J mice
编辑推荐：
昼夜节律生物学（circadian biology）已被认识到对生理和代谢具有重要性，并与健康衰老和疾病风险相关。为检验单位实际时间经历的环境周期数改变是否影响健康生物标志物（health biomarkers）和寿命，研究人员将光周期（photic cycl
昼夜节律生物学（circadian biology）已被认识到对生理和代谢具有重要性，并与健康衰老和疾病风险相关。为检验单位实际时间经历的环境周期数改变是否影响健康生物标志物（health biomarkers）和寿命，研究人员将光周期（photic cycle；T周期，T-cycle，明暗总长度）相对24 h日压缩和扩展约10%。12周龄雄性C57BL/6 J小鼠（每组n = 60）随机分配至三种T周期之一：T ~ 22、T = 24或T ~ 26 h。在T = 24条件下施加光周期中明暗比例从8:16至16:8再返回的季节性变化，跨越365个施加的光周期，并按±10%对每种条件缩放。在自由摄食（ad libitum）下每周测量体重和食物摄入，并收集体成分（body composition）、代谢率（metabolic rate）和功能指标（functional measures）。每日记录死亡，采用Cox模型和线性混合模型（LMM）比较生存。健康生物标志物的T周期组间差异用LMM评估。三种T周期小鼠生命早期均增重，时间、T周期及时间*T周期交互作用显著（p < 0.001，p < 0.001，p < 0.001；T ~ 22增重更快）。脂肪量（fat mass）和瘦体重（lean mass）也发现类似结果，观察到显著（p < 0.05）的时间、T周期和时间*T周期交互作用。总体生存（overall survival）、平均寿命（mean longevity）或最大寿命（maximum lifespan）在T周期组间无显著差异（分别为p = 0.086、p = 0.079和p = 0.527）。经历每日T周期10%慢性收缩或延长的小鼠与24 h T周期对照相比死亡率（mortality）无显著差异。
昼夜节律（circadian rhythms）在生物体包括组织和细胞层面普遍存在，其维持及与生理的协调日益被认为与健康、疾病风险和成功老龄化相关。实验室小鼠常处于固定光周期等人工环境控制下，不能充分代表自然环境或季节性时间流逝；生物衰老伴随昼夜节律模式改变，外部线索导致的节律紊乱在轮班工作者中与糖尿病、心脏病、部分癌症和死亡风险增加相关，但证据并不完全一致。临床前研究显示，恒定光照、恒定黑暗、严重时差模型或极端明暗比例可缩短寿命，而饮食/热量限制延长果蝇寿命被认为由外周生物钟组分介导。单位实际时间经历的环境周期数是否影响啮齿类衰老仍 largely unknown；通过逐渐、反复扩张或收缩明暗总长度（T周期，T-cycle）来加速或减速固定时间内的光暗周期数，尚未在小鼠中评估其对死亡和寿命的影响。因此，研究人员在实验室环境中施加自然主义年度光暗周期，检验T周期10%扩张或收缩是否导致小鼠寿命相对24 h光周期显著差异。
研究人员将雄性C57BL/6 J小鼠随机分为T ~ 22（21.6 h）、T = 24（24.0 h）和T ~ 26（26.4 h）三组，施加从8:16至16:8再返回的年度光暗比例波形并按±10%缩放，纵向测量食物摄入、体重、体成分、运动健康、能量代谢、轮跑活动节律和死亡。结果显示，T周期改变部分健康寿命指标：T ~ 22组增重更快、晚期食物摄入更高、运动健康损害更明显、轮跑节律振幅和MESOR较低；但总体生存、平均寿命和最大寿命在T周期组间无显著差异。该研究说明，在本实验模型下，非24 h T周期外部光信号未对生存产生明显负面影响，支持寿命韧性；同时提示固定与季节性光暗周期是开放研究领域，比较不同固定光暗比例研究时需考虑能量摄入和能量平衡。
关键技术方法：雄性C57BL/6 J小鼠购自Jackson Laboratory（Stock No: 000664，Bar Harbor，ME，USA），6周龄适应2周后于8周龄随机分为T ~ 22（21.6 h）、T = 24（24.0 h）和T ~ 26（26.4 h）组（寿命队列n = 60/组，终点采集n = 20/组）。用定时器施加365个T周期的年度光暗比例波形（8:16至16:8再返回），并按±10%缩放，光照监测核查。每周测体重和笼水平食物摄入；定量磁共振（QMR）测体成分；笼旁运动健康评分；间接测热法测总能量消耗（TEE）、静息能量消耗（REE）和呼吸交换比（RER）；轮跑评估活动节律；每日记录死亡，用Cox模型和LMM分析。
研究结果：
Energy intake：12个月时各组食物摄入无显著差异（p = 0.257）；约2岁时T ~ 22组显著高于其他两组（p = 0.012）。按季节光暗比例分析，光照比例与能量摄入呈显著负相关（p < 0.001），较短光照期摄入更高。
Body weight：前12个月三组均增重，随后平台期并随晚期死亡率增加而下降；时间、T周期组及时间*T周期交互均显著（调整基线体重后p < 0.001、p < 0.001、p < 0.001），T ~ 22增重更快。
Body composition：脂肪量随时间增加（p < 0.001），T周期组总体差异（p < 0.001）和交互（p = 0.021）显著；额外调整体重后，时间和交互仍显著（均p < 0.001），组间不显著（p = 0.283）。瘦体重至中年增加（p < 0.001），调整基线瘦体重后组间和交互显著（p < 0.001、p < 0.001）；额外调整体重后组间不显著（p = 0.155），其他效应仍显著。
Motor health measures：ledge walking有时间效应（p < 0.001）和交互（p = 0.046），组间不显著（p = 0.731）；gait损害随时间增加（p < 0.001），组间和交互显著（p < 0.001、p < 0.001），T ~ 22与T ~ 26差异最大；kyphosis随时间增加（p < 0.001），组间和交互显著（p = 0.002、p = 0.015），T ~ 22末期最明显；hindlimb clasping随时间增加（p < 0.001），组间和交互显著（p < 0.001、p < 0.001），T ~ 22最高，尤其高于T ~ 26；总分的时间、组间和交互均显著（p < 0.001），T ~ 22损害更高。
Indirect calorimetry：约1岁和2岁时的TEE（p = 0.635、p = 0.824）、REE（p = 0.296、p = 0.254）和RER（p = 0.848、p = 0.115）均无显著组间差异。
Wheel running：每组n = 16；组平均周期长于各处理明暗总长度，T ~ 26显著长于T ~ 22和T = 24（26.90 h vs 23.32 h和24.65 h；组p < 0.001）；振幅（T ~ 22 < T = 24或T ~ 26；p = 0.001）和MESOR（T ~ 22 < T = 24或T ~ 26；p = 0.020）组间显著，T ~ 26最高；acrophase组间显著（T ~ 22或T ~ 26 < T = 24；p < 0.001）。
Longevity：Cox模型（p = 0.086）和LMM（p = 0.079）均未发现总体生存组间显著差异；中位和最大寿命（50%和90%分位回归）无显著差异（p = 0.134、p = 0.482）；存活超过1097天比例（Wang-Allison检验p = 0.527）和这些存活者中位寿命（Gao-Allison检验p = 0.502）无显著差异。T ~ 22方向性较短寿但未达显著性阈值，T = 24与T ~ 26无显著差异。年龄达最大体重与寿命显著相关（p < 0.001），但年龄达最大体重组间不显著（p = 0.200）；交互p = 0.062，T ~ 26中较晚4周达最大体重者平均多活23天。年龄达最大脂肪量与寿命正相关（p < 0.001），组间（p = 0.020）和交互（p = 0.025）显著，T = 24组无显著关系（p = 0.102）；年龄达最大瘦体重与寿命正相关（p < 0.001），组间和交互不显著（p = 0.493、p = 0.741）。轮跑子集中，合并三组周期长度与寿命无显著关联（Cox p = 0.909；LMM p = 0.870）；含T周期组*周期交互时，Cox交互p = 0.038，LMM交互p = 0.068。按经历光暗周期数的敏感性分析显示存活周期数组间显著（Log-Rank p < 0.001），T ~ 22和T = 24平均经历更多周期；Cox总体周期数效应显著（p = 0.005），但压缩或扩展组与T = 24无显著差异（T ~ 22 vs T = 24 HR = 0.710 [95% CI: 0.439–1.148]；T ~ 26 vs T = 24 HR = 1.486 [95% CI: 0.941–2.345]）；按经历周期数的最大寿命组间显著（p < 0.001），T ~ 26无小鼠达到90百分位；中位寿命成对比较T ~ 22 vs T = 24 p = 0.032，T ~ 22 vs T ~ 26 p < 0.001，T = 24 vs T ~ 26 p = 0.023。
讨论部分总结：主要发现是，光周期相对24 h对照扩张或收缩10%对预设主要生存结局无显著影响；季节性光暗周期未产生明显不良影响，动物行为、体重、食物摄入、增重和功能健康寿命等指标未显示明显有害效应。研究优势包括标准化模型和严格环境控制、光照开关监测、终身重复测量及较大样本。局限包括仅使用雄性且群养，存在社会等级和个体食物摄入精度问题；未测试雌性，无法判断性别是否修饰非24 h T周期效应；光暗干预孤立于光强、波长、暮光、温度、食物可获得性等其他自然线索；不能确定更大偏差的效果，需自由运行恒暗评估内源周期偏差是否预测寿命。讨论指出T ~ 22出现不利健康寿命/功能变化、节律稳健性降低和活动分布改变，并在两组比较中方向性较短寿，但总体结果支持实验模型内寿命韧性；慢性逐渐干预与短期去同步实验不同。
研究结论翻译：通过压缩或扩展光周期成功改变时间流逝体验，在自由摄食小鼠中对健康或寿命没有一致、显著的总体影响。固定光暗周期与季节性光暗周期在短期与长期小鼠研究中的考虑是一个开放研究领域，将有助于为未来转化研究范式建模昼夜节律紊乱的影响。
