研究表明，暴露在日光下可增强免疫系统

有没有发现自己在熬夜或上夜班后与正常的睡眠模式不同步？您可能正在经历科学家所说的社交时差.

该术语描述了我们的内部生物钟（昼夜节律）与我们的社交时间表之间的错位。

与不规律的睡眠模式和不一致的日光照射相关的社交时差越来越普遍，并且已经与免疫系统减弱有关.

例如，轮班工作会扰乱我们的昼夜节律显示有负面影响关于我们抵抗感染的能力。

这些观察结果强化了这样一种观点，即通过定期暴露在日光下来保持强劲的昼夜节律有助于健康的免疫系统。

但是免疫系统如何知道什么时候是白天呢？这正是我们的研究，今天发表在 Science Immunology 上，已揭开。我们的研究结果最终可能为治疗炎症疾病带来益处。

感染的第一响应者

昼夜节律是地球上所有生命的基本特征。据信，它们是在大约 25 亿年前进化而来的，使生物体能够适应与 24 小时太阳日相关的挑战。

在分子水平上，这些昼夜节律是通过称为昼夜节律时钟的基因编码的多分量计时器编排的。已知几乎所有细胞都具有生物钟的组成部分。但是，人们对它们如何在不同的细胞类型中发挥作用以调节其行为知之甚少。

在实验室中，我们使用斑马鱼（宠物店常见的小型淡水鱼）作为模式生物来了解我们对细菌感染的免疫反应。

我们使用斑马鱼幼虫，因为它们的基因组成和免疫系统与我们的相似。此外，它们具有透明的身体，因此很容易在显微镜下观察生物过程。

我们专注于一种称为”中性 粒 细胞“，一种白细胞。我们对这些细胞感兴趣，因为它们专门杀死细菌，是感染的第一反应者，并且是我们体内最丰富的免疫细胞。

由于中性粒细胞是寿命非常短的细胞，因此从人类血液中分离的中性粒细胞在实验中非常困难。然而，对于透明的幼虫斑马鱼，我们可以拍摄它们，以直接观察这些细胞在完全完整的动物体内是如何运作的。

细胞可以判断现在是不是白天

我们的初步研究表明，对细菌感染的免疫反应强度在动物活跃的白天达到顶峰。

我们认为这代表了一种进化反应，为人类和斑马鱼提供了生存优势。由于人类和斑马鱼等昼夜活动动物在白天最活跃，因此它们更容易遇到细菌感染。

这项工作让我们很好奇，想知道这种增强的免疫反应是如何与日光同步的。通过制作中性粒细胞在一天中的不同时间杀死细菌的电影，我们发现它们在白天杀死细菌的效率比晚上更高。

然后，我们对中性粒细胞进行基因编辑，通过小心去除特定的时钟组件来关闭它们的生物钟。这是一种类似于从 analogue clock 中删除重要齿轮的方法，因此它不会再滴答作响。

这导致发现这些重要的免疫细胞具有一个内部的光调节昼夜节律时钟，可以提醒细胞白天（类似于闹钟）。这增强了它们杀死细菌的能力。

我们的下一个挑战是准确了解中性粒细胞是如何检测到光的，以及人类中性粒细胞是否也依赖这种内部定时机制来调节其抗菌活性。

我们也很好奇这种杀灭机制是否仅限于某些类型的细菌，例如我们在白天更有可能遇到的细菌。还是对所有感染威胁（包括病毒感染）的更普遍的反应？

这项研究为开发靶向中性粒细胞昼夜节律时钟以调节细胞活性的药物提供了潜力。鉴于中性粒细胞是第一个也是最丰富的免疫细胞被募集到炎症部位，这一发现对许多炎症状况具有非常广泛的影响。

这里描述的研究由博士生 Lucia Du 和 Pramuk Keerthisinghe 领导，是霍尔实验室与奥克兰大学医学与健康科学学院由 Guy Warman 和 James Cheeseman 领导的时间生物学研究小组之间的合作。

克里斯·霍尔， 免疫学副教授，奥克兰大学 Waipapa Taumata Rau

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