對大多數(shù)人來說，花在屏幕上的時間——電腦、手機和iPad上的時間——構(gòu)成了許多小時，并且經(jīng)常擾亂睡眠。現(xiàn)在，索爾克研究所的研究人員已經(jīng)確定了眼睛中的一些細胞是如何處理環(huán)境光和重置我們的生物鐘的，生物鐘是一種叫做晝夜節(jié)律的生理過程的日常周期。當這些細胞在半夜暴露在人造光下時，我們的生物鐘可能會混亂，導致一系列健康問題。
研究結(jié)果于2018年11月27日發(fā)表在《細胞報告》(Cell Reports)上，可能有助于為與認知功能障礙、癌癥、肥胖、胰島素抵抗、代謝綜合征等相關(guān)的偏頭痛、失眠、時差和晝夜節(jié)律紊亂提供新的治療方法。
該研究的資深作者Satch教授Satchin Panda說：“無論是從屏幕時間開始，還是在室內(nèi)度過一天，抑或是在深夜保持清醒，我們都在不斷地接觸人造光。“這種生活方式會打斷我們的晝夜節(jié)律，對健康產(chǎn)生有害影響?！?
我們眼睛的后部包含一種叫做視網(wǎng)膜的感覺膜，它的最內(nèi)層包含一個微小的感光細胞子集，就像數(shù)碼相機中的像素一樣工作。當這些細胞暴露在持續(xù)的光線下時，一種叫做黑視蛋白的蛋白質(zhì)會在它們體內(nèi)不斷再生，將環(huán)境光水平直接發(fā)送到大腦，以調(diào)節(jié)意識、睡眠和警覺性。照射10分鐘后，黑色素蛋白在同步我們的生物鐘中起著關(guān)鍵作用，在強光下，它抑制褪黑激素，負責調(diào)節(jié)睡眠。
該論文的第一作者Ludovic Mure說：“與眼睛中的其他感光細胞相比，只要光線持續(xù)幾秒鐘，黑色素細胞就會做出反應。“這一點至關(guān)重要，因為我們的生物鐘只能對長期光照做出反應?！?
在這項新工作中，Salk的研究人員使用分子工具來開啟小鼠視網(wǎng)膜細胞中黑視蛋白的產(chǎn)生。他們發(fā)現(xiàn)，當暴露在重復的長脈沖光下時，這些細胞中的一些具有維持光反應的能力，而另一些則變得不敏感。
傳統(tǒng)上，這種蛋白質(zhì)會阻斷某些受體的活性，被稱為抑制性蛋白質(zhì)，當燈亮時，它應該會在幾秒鐘內(nèi)停止細胞的光敏反應。研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，抑制素實際上是黑色素對長期照射持續(xù)反應的必要條件。
在缺乏任何形式抑制劑蛋白(-抑制劑蛋白1和-抑制劑蛋白2)的小鼠中，產(chǎn)生黑視蛋白的視網(wǎng)膜細胞在長期照射下不能保持對光的敏感性。已經(jīng)證明抑制素有助于視網(wǎng)膜細胞中黑視蛋白的再生。
熊貓說：“我們的研究表明，這兩種抑制劑以一種特殊的方式完成了黑視蛋白的再生?！耙环N抑制劑的作用是阻止反應，而另一種則有助于黑視蛋白重新加載其視網(wǎng)膜光感受輔因子。當這兩個步驟快速連續(xù)地進行時，細胞似乎會不斷地對光做出反應。”
例如，通過更好地理解體內(nèi)黑視蛋白的相互作用和眼睛對光的反應，熊貓希望找到新的目標來對抗人工照明造成的晝夜節(jié)律扭曲。此前，Panda的研究團隊發(fā)現(xiàn)，名為opsinamides的化學物質(zhì)可以在不影響小鼠視力的情況下停止小鼠體內(nèi)黑視蛋白的活性，這為偏頭痛患者對光的過敏反應提供了一種潛在的治療方法。接下來，研究人員的目標是找到影響黑視蛋白的方法，以重置生物鐘，幫助治療失眠。
這項工作得到了利昂娜m .和哈里b .赫爾姆斯利慈善信托基金、美國國立衛(wèi)生研究院和格倫基金會的支持。
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