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病毒在细胞中繁殖的程度也取决于一天中的时间

2022-09-14 22:35:42 来源: 用户: 

我们感染病毒后是否生病也取决于我们的生物钟:研究人员发现,昼夜节律决定了病毒在我们体内的繁殖程度。在小鼠和细胞培养中,疱疹和流感病毒在一天的特定时间增加,比其他时间多十倍。另一方面,如果内部时钟完全阻塞,病毒总是容易的。

我们靠生物钟生活——体内的生物钟:我们身体中的大多数过程都遵循一种规律的节奏。我们的体温在一天中波动,激素水平变化,我们的免疫系统每次都没有反应。这种生物昼夜节律的驱动力是位于我们每个细胞中的一种特殊基因。通过昼夜校准,他们设定了大多数细胞和跨细胞过程遵循的速度。研究表明,扰乱我们的自然生理节奏,如轮班工作或频繁的时差,会干扰这些过程的同步。这反过来使他们容易感染某些疾病,包括感染。这是研究表明的方式。例如,根据一天中的不同时间,流感疫苗可能具有不同的有效效果。然而,尚不清楚内部时钟是否以及如何决定我们对病毒感染的反应。

剑桥大学的Rachel Edgar和她的同事现在已经更详细地研究了疱疹和甲型流感病毒的例子。在他们的研究中,他们首先用老鼠进行了测试。他们在一天的不同时间用疱疹病毒感染动物,并比较病原体在动物体内的繁殖程度。事实证明,确实存在显著差异:“休眠期开始时感染的小鼠的病毒复制率比活跃期开始时感染的小鼠高10倍,”研究人员报告说。他们还观察到了与另一种病毒变种相似的东西。“因此,感染的时间可能会对我们对疾病的脆弱性产生重大影响,”剑桥大学的资深作者Akhilesh Reddy说。"在一天中错误的时间感染会导致更严重的急性感染."

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但是造成这些时差的原因是什么呢?理论上,对波动的易感性可能与免疫系统在一天中的特定时间比其他时间更活跃的事实有关。然而,研究人员假设,这种现象背后更根本的机制——内部时钟直接影响受病毒影响的细胞。为了验证这一点,埃德加和她的同事进行了下一个细胞培养测试。“虽然它们也表现出强烈的24小时节律,但它们不受免疫系统的影响,”他们解释道。在实验中,他们在一些细胞培养物中阻断了时钟基因Bmal1,从而关闭了这些细胞中的内部时钟。然后他们用疱疹或流感病毒感染所有的细胞。结果:在细胞内,仍有正常的昼夜节律,病毒增殖的波动与以前的小鼠相似。“但当我们停止细胞或小鼠的内部时钟时,感染的时间就不再重要了——病毒复制一直很高,”埃德加说。

研究人员称,这可以解释为什么人们更容易扰乱病毒性疾病的昼夜节律:他们受到轮班工作或时差的影响,这有利于病毒在体内复制。还有其他事情可以解释时钟基因和病毒之间的细胞相互作用:我们在冬天对病毒感染的敏感性增加。研究人员报告说,因为手表基因Bmal1在冬天不如在夏天活跃。埃德加和他的同事推测,这可能有助于流感和其他疾病在寒冷的季节传播。然而,正如实验所揭示的,更复杂的是疱疹病毒。因为这种病原体不会等待有利的时机,它甚至会作用于细胞中的时钟成分。这样做,他为自己创造了一种状态,以适应他的倍增。研究人员说,“这些病毒为了自己的利益操纵内部时钟。”

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