还敢熬夜吗！Echo显微镜揭秘生物钟变化带来的影响

导读

大家或许听到过这样一首歌：零点睡六点起，ICU里喝小米；一点睡六点起；阎王夸我好身体；两点睡觉六点起，骨灰盒子长方体；三点睡觉六点起，墓碑和我绑一起。熬夜如今已成为现代年轻人不可或缺的一种常态，明知熬夜伤身体，但管不住自己啊！

生物钟是一种进化保守的转录-翻译调控网络，与身体代谢调节密切相关。从多数积累的实验模型和流行病学研究中的证据表明，生物钟调节机制的中断会导致肥胖和胰岛素含量偏高。

匹兹堡大学某研究团队在期刊Molecular And Cellular Endocrinology发表了一篇名为《Chronic circadian shift leads to adipose tissue inflammation and fibrosis》的文章，该团队之前的研究发现，重要的时钟转录激活因子Bmal1是脂肪形成的关键调控因子，在此基础上，该研究团队使用环境光照诱导时钟节律的中断，再用Echo显微镜去观察小鼠长达6个月的慢性时钟失调导致的相关细胞形态变化以及局部组织炎症和纤维化情况，结合转录组学分析，该研究初步确定了慢性时钟节律失调会引起显著的脂肪组织功能障碍，这可能也是昼夜节律失调导致了胰岛素抗性高的基础。

文章相关结果：

在本研究中，我们测试了环境光照移位诱导的时钟干扰是否会影响脂肪组织生长。我们设计了一个轮班计划，如图1A所示。这种轮班方案旨在引起类似于环境昼夜失调的中枢和外周昼夜时钟不同步，我们之前证明了类似的5周方案导致β细胞时钟失调。两组分别在正常周期的第二天上午8点（ZT3）和下午5点（ZT12）采集样本，如图所示（图1A)。这些时间点近似对应于ZT3和ZT12时附睾白色脂肪组织（eWAT）和腹股沟皮下白色脂肪组织（iWAT）中Bmal1的蛋白水平峰值。经过6个月治疗后，对照组和轮班组小鼠的体重都增加了50%以上，而且两组之间的体重没有差异（图1B）。令人惊讶的是，对内脏脂肪库的组织学分析显示，轮班组小鼠的脂肪细胞明显增大（图1C）。对eWAT脂肪细胞大小分布的定量分析显示，其大小明显向较大的脂肪细胞转移（图1D）。在iWAT中（图1E），同样可以观察到脂肪细胞肥大，其大小分布明显向较大的脂肪细胞倾斜（图1F）。此外，我们发现典型的冠状结构由凋亡脂肪细胞周围的巨噬细胞组成，在时间移位组的小鼠中都很丰富，而在对照组中很少出现。

▲图1

组织学分析显示，在轮班队列的小鼠脂肪库中存在大量的冠状结构，表明存在巨噬细胞浸润的现象，这是脂肪组织炎症的特征。与这一观察结果相一致的是，RNA-seq分析也发现参与炎症反应的基因表达显著增强。在内脏脂肪中，相关代谢通路在ZT3时表现出正常的低表达，在ZT12时表达升高，表现出日表达谱（图5A）。慢性转移导致该通路在ZT3上的表达显著升高，这与ZT12非常相似，但失去了日表达模式。该通路在轮班组中也被诱导表达（图5B）。对光照时间移位处理的小鼠进行详细的组织学检查，显示其巨噬细胞积累具有丰富的冠状结构特征，而在对照组中检测到最小的冠状结构（图5C）。利用巨噬细胞特异性表面标记物F4/80抗体进行免疫荧光染色，并用Echo显微镜鉴定了凋亡脂肪细胞周围的形成冠状结构的巨噬细胞。

▲图5

现代生活方式中睡眠及活动周期与内源性时钟周期的频繁失调会导致昼夜节律不同步，这就可能导致代谢性疾病的发生，总而言之，昼夜作息节律失调容易导致肥胖和糖尿病。

在文献中我们可以清晰看到脂肪组织炎症情况，同时可以很清楚地观察到巨噬细胞的蛋白表达，那么不得不夸一夸咱们用的显微镜，很显然Echo显微镜在此发挥的作用功不可没。Echo Revolve Gen2正倒置一体电动荧光显微镜独特的正倒置一体设计，既可观看切片，又可观察培养瓶中的活细胞，同时配置了高能LED光立方荧光系统，极大程度降低荧光淬灭的速度，双相机设置既兼顾灵敏度又兼顾色彩还原，DHR功能抑制噪声减少模糊，Z-Stacking可轻松逐层拍摄提高景深，配置iPad系统，实现极简操控，易学易用，心动的话赶紧行动起来！

原文：https://doi.org/10.1016/j.mce.2020.111110

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