J Lipid Res：揭示机体生物钟控制脂肪代谢的分子机制

在果蝇机体中，生物钟（昼夜节律钟，circadian clocks）也控制着机体的脂肪代谢，近日，一篇发表在国际杂志Journal of Lipid Research上题为“The circadian clock is required for rhythmic lipid transport in Drosophila in interaction with diet and photic condition”的研究报告中，来自德国的科学家们通过研究揭示了生物钟是如何控制人类机体中的脂肪代谢的。

现代人类的生活方式是如何导致代谢性疾病发生的，这一点众所周知，不规律的饮食、傍晚或者晚上进食以及长期缺乏节制都被认为是诱发代谢综合征（metabolic syndrome）的主要因素，代谢综合征的主要特征包括肥胖和高血压、血糖升高以及脂质代谢受损，然而，科学家们对其背后机制知之甚少。这项研究中，研究人员就通过研究深入揭示了对机体代谢紊乱的认识，他们调查了在果蝇机体中生物钟是如何控制其脂肪代谢的。脂质或脂肪是生物体内的宏观营养物质，比如，其能作为生物膜的基本组件、信号物质和长期的能量储存，为了抵达靶向细胞，脂质就必须在从肠道摄入后或从脂肪储存动员时通过血液来进行运输。

然而，这种“脂质循环”会受到现代生活方式的干扰，诸如轮班工作、不规律的饮食和食物的长期供应并不符合机体的昼夜节律以及响应内部时钟所规定的节奏。因此，研究人员就利用果蝇为例来调查昆虫机体中脂质代谢的规律波动性，他们测试了生物钟在这一过程中的作用，以及诸如光照、食物摄入和食物组分等因素对这一过程的影响，他们特别关注的是一种所谓的血淋巴结构（hemolymph，其类似于人类的血液）和对其进行运输的脂质分子。Wegener强调，我们的数据表明，生物钟能协调血淋巴中运输脂质的每日振荡与果蝇的休息期（即所谓的合成代谢午休期，anabolic siesta phase）相一致，然而，这些振荡的形状和强度会受到光线的强烈影响。

揭示机体生物钟控制脂肪代谢的分子机制。

图片来源：Journal of Lipid Research (2023). DOI:10.1016/j.jlr.2023.100417

这项研究中，研究人员使用了正常、健康的果蝇以及生物钟被遗传修饰关闭的突变体，研究人员将果蝇饲养在不同的光照条件下，有时是有规律的光（暗节律，dark rhythm），有时是持续的黑暗；此外还让它们摄入了不同的饮食，从纯糖的培养基到标准培养基，后者含有大量的营养物质。通过血淋巴，研究人员就能定期监测果蝇体内运输某种脂质的浓度，结果发现，健康的果蝇在纯糖培养基上进行光-暗循环时，其体内的脂质浓度较高，尤其是在光照开始和结束时；在恒定的黑暗条件下，研究人员仅发现了一次浓度的增加，而且总是出现在“主观日”（subjective day）的一天的中间，没有机体生物钟的果蝇则不会出现这种规律性的变化。当给予果蝇充足的全食而并非仅给予糖时，这些变化或许就不会那么明显了，在这种情况下，血淋巴中资质水平的节律性变化就会大大减弱，科学家们认为，在有时间限制的喂食过程中，无论食物摄入的时间如何，脂质浓度都会在光照阶段的中间达到一次峰值，这或许就是由生物钟所控制的振荡的明确迹象。

当然，果蝇机体中的这些过程在某些方面与人类或其它哺乳动物不同，尽管如此，研究人员坚信，这项研究目前仅仅能作为一个起点，从而利用果蝇现有的遗传工具来剖析潜在的一般机制，而从更长远的意义上来看，也能为理解人类机体中的类似过程和其背后潜在的病理学改变提供一个研究起点。下一步，研究人员还想通过研究调查生物钟在机体肠道和脂质体（类似于人类的肝脏和脂肪组织）对节律性的影响；为此他们就想从遗传上来关闭这些所谓的生物钟，或促使其与机体其它的时钟不同步，而这或许能作为一种动物模型来研究与机体时钟不同步的影响，比如在夜间定期摄入食物等。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Kelechi M. Amatobi，Ayten Gizem Ozbek-Unal，Stefan Schäbler, et al. The circadian clock is required for rhythmic lipid transport in Drosophila in interaction with diet and photic condition, Journal of Lipid Research (2023). DOI: 10.1016/j.jlr.2023.100417