为了应对环境中动态的季节变化,包括人类在内的动物进化出了与季节校准的生物钟。生理和行为,包括激素分泌、新陈代谢、睡眠、免疫功能和生殖,都会随季节而变化。
为了理解这些变化的本质,由名古屋大学变革性生物分子研究所(ITbM)的吉村崇教授领导的研究小组转向了与人类密切相关的灵长类动物——恒河猴。他们在《自然通讯》杂志上报告的分析结果,从80个组织中表达的超过54,000个基因的综合基因表达图谱中,识别出了多个“季节性变化基因”。
该研究发现负责药物代谢的基因存在季节性波动,特别是CYP2D6和CYP2C19,这影响了四分之一常用药物。多种广泛使用的药物可能受到这些季节性变化的影响,包括用于癌症、糖尿病、高胆固醇、精神疾病、激素疗法以及器官移植中使用的免疫抑制剂的治疗药物。
酒精耐受性取决于季节
为了测试酒精耐受性的变化,该团队在冬季和夏季条件下饲养小鼠。他们发现,在冬季条件下饲养的小鼠从酒精中毒中恢复得更快。
“这一结果表明,身体在夏季更容易醉酒,”吉村教授说。“这是一个有趣的发现,因为这可以解释为什么在大多数国家,因急性酒精中毒住院的患者数量在夏季更高。”
女性和男性在饮食上可能存在差异
该小组在季节性变化基因中发现了一个意想不到的性别差异。尽管猴子全年喂食相同的饮食,但雌猴十二指肠中参与碳水化合物代谢的基因活性在冬季和春季达到峰值。
冬季十二指肠中碳水化合物代谢的增加对于身体在食物匮乏的月份从食物中提取最大能量至关重要,这可能解释了人们为何常常在这个时期体重增加。然后,随着春季食物变得更加丰富,碳水化合物代谢增强以从更多样化的饮食中提取能量。
时间疗法可能彻底改变我们对这些状况的应对方式
了解我们的基因如何影响我们对药物、体重增加和酒精中毒的反应可能有助于患者。
“我们的研究结果表明,在施用某些药物时,我们应该考虑一年中的时间,”吉村教授说。“我们期望我们的研究将为时间疗法和精准医学的未来做出贡献。”
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Journal Reference:
Junfeng Chen, Kousuke Okimura, Liang Ren, Yusuke Nakane, Tomoya Nakayama, Yang Chen, Kai Fukawa, Soutarou Sugiyama, Takayoshi Natsume, Naoko Suda-Hashimoto, Mayumi Morimoto, Takako Miyabe-Nishiwaki, Takao Oishi, Yuma Katada, Manhui Zhang, Kohei Kobayashi, Shoko Matsumoto, Taiki Yamaguchi, Ying-Jey Guh, Issey Takahashi, Taeko Nishiwaki-Ohkawa, Daiki X. Sato, Yoshiharu Murata, Kenta Sumiyama, Atsushi J. Nagano, Hiroo Imai, Takashi Yoshimura.Non-human primate seasonal transcriptome atlas reveals seasonal changes in physiology and diseases.Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI:10.1038/s41467-025-57994-1
2025-06-23
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