
你是否有想过有些健康状况比如关节炎会在冬季出现恶化?你会认为那是因为寒冷的天气造成的,但是,一项新研究发现事实上这可能是因为基因表达的季节性变化。
剑桥大学研究人员带领的这项研究揭示了,我们几乎四分之一的基因活性变化取决于季节—一些在冬季会更活跃,而其他则会在夏季更活跃。
而且,研究人员发现季节性似乎影响我们血液和脂肪组织/脂肪中的免疫细胞的成分。
此研究最近发表于《自然通讯》(Nature Communications)。
剑桥大学医学研究中心的糖尿病和炎症实验室JDRF/Wellcome基金会主任兼研究作者John Todd教授和同事说他们的发现可能解释了为什么冬季一些状况会恶化,而且可能对这些状况的治疗存在重要的意义。
冬季心血管、自身免疫疾病相关的基因水平较高
Todd教授和同事分析了生活在南北半球(包括英国、冰岛、美国、澳大利亚以及冈比亚)的超过16,000人血液和脂肪组织样本中的细胞成分和基因表达。
研究人员发现鉴定了样本中的22,822个基因,其中5,136个基因活性不同取决于一年四季中采样的时间。另外,他们发现血液和脂肪组织中的免疫细胞类型也不一样,这也取决于取样是在冬季还是在夏季。
比如,在欧洲冬天时取样,团队发现血液中心血管和自身免疫疾病相关基因的水平较高。研究人员说这可能解释了为什么心血管疾病和自身免疫疾病比如1型糖尿病和多发性硬化常发于冬季。
Todd教授说:“在某些方面这是显而易见的,这有助于解释为什么那么多从心脏疾病到精神疾病会在冬季出现恶化,但是没有人注意到实际发生的程度。这会影响我们如何治疗1型糖尿病,甚至我们如何计划我们的调查研究,都可能是深远的影响。”
研究人员通过人口研究鉴定了基因表达和细胞成分的差异,并鉴别了生活在北半球和南半球之间相反的模式。但是,冰岛居民显示了比较弱的季节性模式。团队说这可能是因为冰岛存在的夏季的极昼和冬季的极夜现象有关。
此发现还揭示了来自冈比亚人的血液免疫细胞增加,这可能与6月到10月的雨季有关系,这个时候经常会出现疟疾和其他传染病。
同样来自糖尿病和炎症实验室JDRF/Wellcome基金会的Chris Wallace博士说:“我们知道人类一直在适应不断变化的环境。我们的研究表明,相比于更高和更低纬度冬夏季有着明显区别的区域来说,位于赤道四季不分明区域的人类免疫系统适应显示不同的季节性变化。”
对疾病治疗和预防潜在的意义
团队在老鼠研究中发现了一个感兴趣的基因:ARNTL ,此基因与抑制炎症相关。研究人员发现ARNTL 在冬季不活跃,而在夏季很活跃。他们假设如果这个基因在人体中抑制炎症,那么北半球的居民冬季炎症水平会相对更高。
同样的,团队说,在冬季有炎症相关疾病的个体将达到“阈值”症状恶化更快,他们建议以炎症原因为靶点的药物可能在冬季会是更有效的治疗。
研究人员还发现一些与疫苗接种反应相关的基因在冬天更活跃,这表明如果是在冬天进行接种个体收益会更多,因为吸收免疫系统已准备响应。
但是团队不能解释是什么驱使了基因表达和细胞成分的季节性波动,他们假设是暴露于日光和环境温度的差异。
不论是什么原因,Todd教授说:“人们想要阻止一些“冬天的阳光”以改善他们的健康和舒适,这点可以理解。”
惠康基金会感染和免疫学主管Mike Turner教授对此研究评论,说这个研究“提供了真正的证据”来支持我们在夏季更健康这个大众的概念。他补充道:“这个程度的季节性变化是一个有趣的发现—我们一些基因的活性以及血液和脂肪组织的成分,因季节而不同。尽管我们仍不清楚管理这种变化的机制,但是一个可能的结果是,如果根据季节而行,某些疾病的治疗将会更有效。”