好可怕！一晚上不睡就会改变机体组织生物钟基因

  近日，来自瑞典卡罗林斯卡学院等处的研究人员通过研究发现，仅仅一晚上不睡觉，机体中控制细胞生物钟的基因就会发生改变，相关研究发表于国际杂志Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism上。
  研究者Jonathan Cedernaes教授指出，此前研究发现，机体代谢会因睡眠缺失而被负面影响，而且睡眠缺失和个体患肥胖及2型糖尿病直接相关，去除模式动物机体的生物钟会引发多种疾病的发生，而当前研究发现，机体生物钟的改变或许和睡眠缺失引发的机体负面影响直接相关。
  这项研究中，研究人员对15名正常体重的健康男性进行研究，这些个体分两次在实验室度过两个夜晚，在其中一种情况下参与者在第二夜进行正常的睡眠（8小时睡眠），而在另外一种情况下参与者整夜保持清醒；为了减少多种环境因素对参与者的影响，实验室中的光照条件、食物摄入及活动被严格控制，当参与者保持清醒时其躺在床上的时间也会被限制。
  文章中，研究者对来自参与者胃部表皮的脂肪组织及来自大腿肌肉的小型组织进行研究分析，这两类组织对于调节机体代谢和控制血糖水平非常重要，而研究者分别在参与者摄入糖溶液前后抽取其血液进行胰岛素敏感性的测试；对收集的组织样本进行分子分析后，研究者表示，一整晚睡眠的缺失会影响参与者机体的生物钟基因活性，而基因活性可以被表观遗传学所调节，表观遗传学就包括对DNA分子的化学修饰，比如添加甲基化基团等，甲基化可以调节基因的表达是否开启或关闭。
  研究者发现，当机体睡眠不足或缺失后，生物钟基因会增加DNA标记的数量，同时生物钟基因也会被改变；截至目前为止，研究者首次在人类机体中阐明睡眠缺失会引发机体的表观遗传改变发生改变，更有意思的是基因的甲基化会被快速改变。研究者所观察到的改变在参与者机体的骨骼肌和脂肪组织中是不同的，这也就可以说明重要的分子生物钟在不同组织之间并不是同步的。
  组织间生物钟的不同步往往和许多代谢障碍相关，而当参与者整晚不睡觉时，其机体组织特异性的改变就和机体葡萄糖耐受不良发生直接相关。最后研究者说道，当个体睡眠变好之后这些生物钟改变就会复位，从另一方面来讲，遗传标记往往可以被认为可以在某一类代谢记忆中发挥功能，而且我们常常会在倒时差的工作者和2型糖尿病患者机体中发现这种遗传标记的改变，这就意味着，至少某些类型的睡眠缺失或失眠状态，比如轮班工作，就会引发机体组织基因组的改变，进而长期影响机体代谢的改变。（转化医学网360zhyx.com）
  以上为转化医学网原创翻译整理，转载请注明出处和链接！
转化医学网推荐的原文摘要：

Acute sleep loss induces tissue-specific epigenetic and transcriptional alterations to circadian clock genes in men.
J Clin Endocrinol Metab     doi:10.1210/JC.2015-2284
Cedernaes J1, Osler ME2, Voisin S1, Broman JE1, Vogel H3,4, Dickson SL4, Zierath JR2, Schiöth HB1, Benedict C1.
CONTEXT:
Shift workers are at increased risk of metabolic morbidities. Clock genes are known to regulate metabolic processes in peripheral tissues, e.g. glucose oxidation.
OBJECTIVE:
To investigate how clock genes are affected at the epigenetic and transcriptional level in peripheral human tissues following acute total sleep deprivation (TSD), mimicking shift work with extended wakefulness.
INTERVENTION:
In a randomized, 2-period, 2-condition, crossover clinical study, fifteen healthy men underwent two experimental sessions: one-night sleep (2230-0700h) and overnight wakefulness. On the subsequent morning, serum cortisol was measured, followed by skeletal muscle and subcutaneous adipose tissue biopsies for DNA methylation and gene expression analyses of core clock genes (BMAL1, CLOCK, CRY1, PER1). Finally, baseline and 2-hr-post oral glucose load plasma glucose concentrations were determined.
MAIN OUTCOME MEASURES:
In adipose tissue, acute sleep deprivation vs. sleep increased methylation in the promoter of CRY1 (+4%, P=0.026) and in two promoter-interacting enhancer regions of PER1 (+15%, P=0.036; +9%, P=0.026). In skeletal muscle, TSD vs. sleep decreased gene expression of BMAL1 (-18%, P=0.033) and CRY1 (-22%, P=0.025). Concentrations of serum cortisol, which can reset peripheral tissue clocks, were decreased (2448 ± 932 vs. 3177 ± 723 nmol/L, P=0.023), whereas postprandial plasma glucose concentrations were elevated after TSD (7.77 ± 0.42 vs. 6.59 ± 1.32 mmol/L, P=0.011).
CONCLUSIONS:
Our findings demonstrate that a single night of wakefulness can alter the epigenetic and transcriptional profile of core circadian clock genes in key metabolic tissues. Tissue-specific clock alterations could explain why shift work may disrupt metabolic integrity as observed herein.