PNAS:英国科学家揭示人体生物钟与病毒感染关系研究成果
近日，国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》杂志在线发表了英国剑桥大学研究员Rachel S. Edgar的一篇研究论文，论文揭示了一天中的某些时段我们更容易受到病毒感染，因为人体生物钟能够影响病毒的复制和扩散。经常倒夜班会扰乱生物钟，使人更容易出现健康问题。
病毒进入机体之后，会抢夺我们的细胞资源帮助自己生长和繁殖。不过细胞资源在一天中存在着波动，这种波动与我们的昼夜节律和生物钟有关。生物钟根据地球的24小时昼夜周期，调节生物的行为和各项生理活性。生物钟受到干扰会引发心血管疾病、肥胖症、二型糖尿病等代谢疾病，这是生物医学研究的一个热点方向。
生物钟和昼夜节律决定着我们的睡眠模式、体温变化、免疫系统和激素分泌，而这些周期性变化受到一些关键基因的控制。为了研究昼夜节律对病毒感染的影响，剑桥大学的研究人员对小鼠进行了深入研究。这些小鼠生活在12小时白天、12小时黑夜的可控环境中，白天它们进入休息阶段，夜晚是它们的活跃阶段。
研究人员在不同时段用疱疹病毒感染正常的“野生型”小鼠，随后评估病毒感染和扩散的水平。研究显示，黎明时段(休息阶段)受感染小鼠比十小时后受感染小鼠(活跃阶段)的病毒复制水平高十倍。随后他们在缺乏Bmal1的小鼠中重复上述实验，发现不论何时被感染，小鼠体内的病毒复制水平都很高。“这意味着，在错误的时间受到感染，会导致严重得多的急性疾病，”文章的资深作者Akhilesh Reddy教授解释道。
研究人员用病毒感染体外培养的细胞，从中也发现了类似的现象，尽管这些细胞并没有受到免疫系统的影响。研究证实，废除细胞的昼夜节律可以增强疱疹和甲型流感病毒造成的感染。甲型流感病毒与疱疹病毒是完全不同类型的病毒，其感染和复制方式大相径庭。
“机体所有细胞都有自己的生物钟。我们的结果表明，这种生物钟能够影响病毒的复制水平。如果细胞或小鼠的生物钟遭到破坏，感染时间就变得不再重要，病毒会一直高水平复制。由此可见，因为倒夜班而生物钟紊乱的人更容易受到病毒感染。这些人最好每年接种流感疫苗，”文章第一作者Dr Rachel Edgar说。
Bmal1的活性不仅存在每日波动还会出现季节波动，在冬季活性较低，在夏季活性较高。可能正是因为这个原因，像流感这样的传染病在冬季更容易大规模传播。研究人员还在体外培养的细胞中发现，疱疹病毒能够操纵控制昼夜节律的“发条装置”，帮助自身发展。“鉴于生物钟在防御病原体入侵中起到的作用，解析其分子机制将为我们提供对抗感染的通用药物靶标，”Reddy教授补充到。
原文链接：
Cell autonomous regulation of herpes and influenza virus infection by the circadian clock
原文摘要：
Viruses are intracellular pathogens that hijack host cell machinery and resources to replicate. Rather than being constant, host physiology is rhythmic, undergoing circadian (∼24 h) oscillations in many virus-relevant pathways, but whether daily rhythms impact on viral replication is unknown. We find that the time of day of host infection regulates virus progression in live mice and individual cells. Furthermore, we demonstrate that herpes and influenza A virus infections are enhanced when host circadian rhythms are abolished by disrupting the key clock gene transcription factor Bmal1. Intracellular trafficking, biosynthetic processes, protein synthesis, and chromatin assembly all contribute to circadian regulation of virus infection. Moreover, herpesviruses differentially target components of the molecular circadian clockwork. Our work demonstrates that viruses exploit the clockwork for their own gain and that the clock represents a novel target for modulating viral replication that extends beyond any single family of these ubiquitous pathogens.
作者：Rachel S. Edgar
