由日本多家机构科学家领导的研究团队发现了一种名为Mic-628的化合物,该物质能直接影响人体生物钟。实验表明,Mic-628可特异性激活Per1基因——这种核心基因在哺乳动物体内负责调控昼夜节律。
动物实验显示:缓解时差反应更高效
miR-628(又称miRNA-628)属于微RNA家族,这类极短的RNA分子不产生蛋白质,却能调控基因表达。其经典功能是通过与匹配的信使RNA结合,精确调节特定蛋白质的合成量,从而减缓或阻止翻译过程。它们堪称分子层面的”精细调节器”。 研究人员发现,Mic-628会与CRY1蛋白结合——该蛋白通常抑制生物钟基因的活性。这种相互作用促进了名为CLOCK-BMAL1-CRY1-Mic-628的大型分子复合体的形成。 该复合体形成后,通过作用于名为”双E-box”的特定DNA位点激活Per1蛋白。借此机制,Mic-628同步调节了位于视交叉上核(SCN)的大脑主时钟与肺等器官时钟的节律。值得注意的是,这种节律同步化现象具有同步性,且与化合物给药时间无关。
为验证实践意义,研究团队采用模拟时差反应的小鼠模型——通过将明暗周期提前六小时(6-hour advance of the light-dark phase)进行实验。 口服单剂Mic-628的小鼠适应新作息的速度显著加快——仅需四天而非七天。进一步数学分析表明,这种稳定的单向提前由内在反馈回路驱动,该回路涉及PER1蛋白,有助于稳定时钟变化。
时差及其影响
时差反应是指短时间跨越多个时区(如长途飞行)时,体内生物钟发生的暂时性紊乱。此时体内生物钟仍维持出发地的时间设定,而目的地环境遵循不同的昼夜节律,导致睡眠、激素、体温及多种代谢过程出现失调。
时差主要分为两种类型。东向时差要求将生物钟向前调整,即更早入睡和更早醒来。这种类型通常被认为更严重、压力更大,因为它违背了生物钟的自然倾向。 西向时差则使日常作息向后推移,这种变化更符合生物节律,通常较易适应。此外还存在社会性时差,其成因并非旅行,而是工作日与休息日长期存在睡眠时间差异,例如轮班工作或极不规律的日常作息所致。
时差反应表现为多层次症状。典型表现包括睡眠障碍(入睡困难、睡眠维持障碍、过早觉醒或严重日间嗜睡),以及认知功能障碍(思维迟缓、注意力下降、易疲劳)。身体不适也常见,如头痛、食欲减退、胃肠问题或全身乏力。情绪层面可能出现易怒、情绪波动或内心躁动感。
适应提前作息(如向东跨越时区旅行或上夜班)需要将生物钟提前。此类调整通常比延后生物钟更缓慢且对身体压力更大。常见方法如光照疗法或褪黑素补充高度依赖精确时机,往往效果不稳定。
为何提前生物钟如此困难
对人体而言,提前作息的调整尤为艰难,因为生物钟的自然周期略长于24小时。这种特性使其更倾向于延迟而非提前。当需要将睡眠-觉醒节律前移时(如东向旅行或从夜班转为日班),便违背了这种基本生物倾向。因此调整过程更缓慢,无论主观感受还是生理反应都更具压力。
当需要将节律向前推移时,多个昼夜节律调控过程必须同步调整,包括褪黑素分泌、夜间核心体温下降、晨间皮质醇上升以及睡眠压力的积累与消退。然而这些节律对 时间变化的响应速度各不相同。 过渡期内,部分系统已响应新作息而另一些仍遵循旧节奏,由此引发内部失调。典型表现为疲劳、认知能力下降、睡眠障碍及植物神经症状。

褪黑素同样如此。外源性补充的褪黑素主要作为时间信号而非传统助眠剂起作用。若在傍晚服用可促进生物钟提前,反之晨间服用则会延迟生物钟。其有效时间窗口同样有限且存在个体差异。 生物钟类型差异、剂量差异、制剂差异以及同时光照因素共同导致褪黑素效果存在显著差异,某些情况下甚至完全无效。
生物钟前移还会引发生理应激反应。在适应期,睡眠时长往往缩短,交感神经活动增强,睡眠结构发生改变(如深度睡眠和快速眼动睡眠减少)。反复或长期的失调状态还会导致激素和炎症标志物发生变化。 总体而言,机体在生物节律仍处于休息状态时被迫进入活跃清醒状态。由于Mic-628能不受给药时间限制持续推进生物钟,它为昼夜节律调节提供了根本不同的药理学途径。
Mic-628的下一步研究?
研究团队计划通过更多动物实验及人体试验,深入探究Mic-628的安全性和有效性。由于该药物能通过明确的生物通路可靠地提前生物钟,它有望成为治疗时差反应、轮班工作相关睡眠障碍及其他昼夜节律失调疾病的”智能药物”典范。
这种能精准推进生物钟的活性成分,对昼夜节律长期紊乱的人群尤为重要:
- 跨时区旅行者:东向长途飞行常引发时差反应。精准推进生物钟可帮助人们更快适应当地时间。
- 轮班工作者:长期夜班或轮班人员常受生物钟慢性错位困扰。药物可促进适应并减轻日间疲劳。
- 昼夜节律睡眠障碍患者:例如睡眠相位延迟综合征患者,其生物钟运行过晚。定向提前调节可使其更易在正常时间入睡。





