Cell Rep：为什么熬夜看手机会影响睡眠？
2018-11-30 佚名 中国生物技术网
对于大多数人来说，每天都要花大量时间盯着手机或电脑屏幕，而这通常会扰乱睡眠。现在，Salk研究所的科学家们已经精确指出眼睛中特定细胞是如何处理周围环境中的光线，并重置人体生物钟。当这些细胞深夜暴露在人造光下，我们的生物钟就会混乱，从而导致一系列健康问题。
对于大多数人来说，每天都要花大量时间盯着手机或电脑屏幕，而这通常会扰乱睡眠。现在，Salk研究所的科学家们已经精确指出眼睛中特定细胞是如何处理周围环境中的光线，并重置人体生物钟。当这些细胞深夜暴露在人造光下，我们的生物钟就会混乱，从而导致一系列健康问题。这项研究结果已于11月27日发表在《Cell Reports》上，它或许有助于开发出针对偏头痛、失眠、倒时差和昼夜节律紊乱等问题的新疗法。这些问题都与认知功能障碍、癌症、肥胖、胰岛素抗性、代谢综合征等疾病相关。
研究通讯作者Satchin Panda教授说：“我们不断地暴露在人造光线中，无论是屏幕，还是夜晚不睡时室内的灯光。这种生活方式会扰乱身体的昼夜节律，并会对健康造成影响。”
Ludovic Mure（左）和Satchin Panda 图片来源：Salk Institute
我们眼睛的后部有一个被称为视网膜的感光膜，它的最内层包含一小部分像数码相机中的像素一样工作的光敏细胞。当这些细胞暴露在持续的光线下时，一种名为黑视蛋白的蛋白质就会在这些细胞内持续再生，将环境光的水平直接发送到大脑，以调节意识、睡眠和警觉性。在光照10分钟后，黑视蛋白在同步生物钟方面起着关键作用，并且在强光照射下，抑制负责调节睡眠的褪黑激素。
这篇论文的第一作者Ludovic Mure说：“与眼睛中的其他感光细胞相比，黑视蛋白细胞只要光持续存在就会进行反应，即使光的持续时间只有几秒钟。这很关键，因为我们的生物钟只对长时间的光照进行响应。”
在这项新研究中，Salk研究所的研究人员们使用分子工具激活小鼠视网膜细胞中黑视蛋白的产生。他们发现，当暴露于重复的长脉冲光时，某些细胞具备维持光响应的能力，而另外的细胞则对光不敏感。
图片来源：《Cell Reports》
传统观点认为，阻止某些受体活动称为抑制蛋白的蛋白质应该在灯光亮起的几秒钟内停止细胞的光敏反应。研究人员惊讶地发现，事实上抑制蛋白是黑视蛋白对长时间光照的持续反应的必要条件。
对于缺少任意一种抑制蛋白（β抑制蛋白1 和β抑制蛋白2）的小鼠，产生黑视蛋白的视网膜细胞无法在长时间的光照下维持对光的敏感度。事实证明，抑制蛋白能够帮助视网膜细胞中的黑视蛋白再生。
Panda说：“我们的研究表明，两种抑制蛋白以一种特殊的方式实现黑视蛋白的再生。一种抑制蛋白利用自己的传统功能抑制反应，而另一种则帮助黑视蛋白重新加载视网膜感光辅助因子。当这两个步骤快速连续完成时，细胞就能持续地对光产生响应。”
为了更好地理解黑视蛋白之间的相互作用以及眼睛对光的反应方式，Panda希望找到新的方法来抵消人工照明导致的昼夜节律失常。此前，Panda的研究团队曾发现，一种名为opsinamide的化学物质能够阻止小鼠体内黑视蛋白的活动，且不会影响其视力，这为解决偏头痛患者对光的过度反应提供了一种潜在的治疗途径。接下来，研究人员们希望找到方法对黑视蛋白施加影响，从而重置内部生物钟并帮助治疗失眠症。
原始出处：
Ludovic S. Mure, Megumi Hatori, Kiersten Ruda, et al. Sustained Melanopsin Photoresponse Is Supported by Specific Roles of β-Arrestin 1 and 2 in Deactivation and Regeneration of Photopigment. Cell Rep. November 27, 2018
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