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最新研究揭示：晝夜節(jié)律紊亂加劇DNA損失，擾亂DNA修復(fù)機(jī)制

【最新研究揭示：晝夜節(jié)律紊亂加劇DNA損失，擾亂DNA修復(fù)機(jī)制】

最新研究揭示：晝夜節(jié)律紊亂加劇DNA損失，擾亂DNA修復(fù)機(jī)制
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圖片來源@視覺中國(guó)
文丨學(xué)術(shù)頭條
在全球范圍內(nèi) ， 全職和兼職工人的夜班工作越來越頻繁 ， 加班或夜班的人數(shù)也一直在增加 ， 特別是在運(yùn)輸 ， 醫(yī)療保健和制造業(yè)中 。 夜班人群必須面對(duì)輪班、夜間光線和晝夜節(jié)律周期改變等生物學(xué)挑戰(zhàn) ， 而這些挑戰(zhàn)以及日常生活和活動(dòng)的改變可能會(huì)給夜班工人帶來潛在的危害 。
此前 ， 發(fā)表在《癌癥流行病學(xué)、生物標(biāo)志物與預(yù)防》雜志上的一項(xiàng)研究 ， 通過對(duì) 61 項(xiàng)近 400 萬參與者的全球各地研究進(jìn)行薈萃分析得出結(jié)論 ， 與不長(zhǎng)期上夜班的女性相比 ， 長(zhǎng)期上夜班的女性患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)高出 1/5 ， 女性患皮膚癌的風(fēng)險(xiǎn)增加 41% ， 患胃腸癌的風(fēng)險(xiǎn)增加 18% ， 乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)增加 32% ， 且每增加 5 年夜班工作 ， 乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)再次增加 3.3% 。
而隨著研究的深入 ， 越來越多的證據(jù)不斷證明 ， 夜班工作人群的患癌風(fēng)險(xiǎn)確實(shí)比正常人高 。 2019 年 6 月 ， 來自 16 個(gè)國(guó)家的 27 名科學(xué)家組成的工作組在法國(guó)里昂的國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）召開會(huì)議 ， 最終完成了對(duì)夜班工作致癌性的評(píng)估 。
工作組根據(jù)有限的人類致癌證據(jù)、充分的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物致癌證據(jù)以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物強(qiáng)有力的機(jī)理證據(jù) ， 將夜班工作列為 2A 組 ， 即 ''可能對(duì)人類致癌'' 。 盡管流行病學(xué)研究表明 ， 夜班工作而引起的與晝夜節(jié)律紊亂有關(guān)的各種癌癥的風(fēng)險(xiǎn)增加 ， 但尚未闡明其潛在機(jī)制 。
近日 ， 由華盛頓州斯波坎市 - 華盛頓州立大學(xué)健康科學(xué)學(xué)院（WSU）團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的一項(xiàng)新研究為機(jī)制研究提供了新線索 。 該研究顯示 ， 夜班會(huì)擾亂某些癌癥相關(guān)基因的 24 小時(shí)自然活動(dòng)節(jié)奏 ， 使夜班工人的 DNA 受到損傷 ， 同時(shí)還會(huì)擾亂機(jī)體的 DNA 修復(fù)機(jī)制 ， 使得夜班工作人群罹患某些類型癌癥的風(fēng)險(xiǎn)增加 。
目前 ， 該研究以 “Night shift schedule causes circadian dysregulation of DNA repair genes and elevated DNA damage in humans”為題在線發(fā)表在 Journal of Pineal Research上 。

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晝夜節(jié)律性 DNA 修復(fù)異常或增強(qiáng)癌癥風(fēng)險(xiǎn)
該研究受到美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院以及國(guó)會(huì)指導(dǎo)的醫(yī)學(xué)研究方案團(tuán)隊(duì)支持 ， 作為 WSU 睡眠與性能研究中心與美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）合作的一部分 ， 由北卡羅來納州立大學(xué)生物科學(xué)系、WSU 以及 PNNL 的科學(xué)家共同合作 ， 來研究生物鐘可能對(duì)人體的影響 。
眾所周知 ， 生物鐘是人體的內(nèi)置機(jī)制 ， 使我們保持穩(wěn)定的 24 小時(shí)晝夜循環(huán)節(jié)奏 。 雖然大腦中有一個(gè)中央生物鐘 ， 但幾乎身體的每個(gè)細(xì)胞也都有自己的內(nèi)置時(shí)鐘 。 這種涉及細(xì)胞時(shí)鐘的基因稱為時(shí)鐘基因 ， 它們的表達(dá)具有節(jié)奏性 ， 這意味著它們的活動(dòng)水平會(huì)隨著白天或晚上的時(shí)間而變化 。

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（來源：Pixabay）
為了評(píng)估夜班工作對(duì)人體的影響 ， 以及與癌癥風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián) ， 研究人員安排了一次模擬的輪班工作實(shí)驗(yàn) 。 14 名參與研究的健康志愿者在 WSU 的睡眠實(shí)驗(yàn)室里開始了為期 7 天的試驗(yàn) 。 其中 7 人按照模擬的白班時(shí)間工作 3 天 ， 另外 7 人按照夜班時(shí)間表進(jìn)行工作 3 天 。 在完成模擬班次后 ， 志愿者參加 24 小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)規(guī)程 ， 該規(guī)程用于研究人類內(nèi)部產(chǎn)生的生物學(xué)節(jié)律 ， 而不受任何外部影響 。
作為試驗(yàn)方案的一部分 ， 14 名參與者在恒定的光照和室溫下以半躺著的姿勢(shì)保持清醒 24 小時(shí) ， 并每小時(shí)給予相同的食物 。 每三個(gè)小時(shí)抽取一次血液樣本 ， 以獲取循環(huán)性白細(xì)胞中癌癥標(biāo)志物通路基因的晝夜節(jié)律轉(zhuǎn)錄組及相關(guān)的生物通路 。

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圖｜夜班時(shí)間表與 DNA 損傷增加和 DNA 修復(fù)機(jī)制的錯(cuò)位有關(guān)
在對(duì)血液樣本中的白細(xì)胞進(jìn)行的分析后發(fā)現(xiàn) ， 與 DNA 修復(fù)相關(guān)的基因在白班條件下表現(xiàn)出明顯的節(jié)律 ， 而在夜班條件下失去了節(jié)奏 。 也就是說 ， 夜班會(huì)破壞某些癌癥相關(guān)基因活動(dòng)的自然 24 小時(shí)節(jié)律 ， 使夜班人群更容易受到 DNA 損傷 。
此外 ， 在功能評(píng)估中 ， DNA 修復(fù)途徑顯示 ， 在夜班后 ， 節(jié)奏基因顯著富集 ， 但在模擬的白班卻沒有 ， 這說明暴露于夜班后 ， 對(duì)內(nèi)源性和外源性 DNA 損傷的敏感性都有所提高 ， 導(dǎo)致機(jī)體的 DNA 修復(fù)機(jī)制被誤定為需要處理該傷害 ， 從而引起機(jī)制紊亂 。 最終 ， 晝夜節(jié)律性 DNA 修復(fù)異常增加了夜班工人的 DNA 損傷并提高了癌癥風(fēng)險(xiǎn) 。

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