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日光讓免疫系統火力全開!科學家揭白血球擁「生物時鐘」抗菌力隨晝夜變化

紐西蘭奧克蘭大學的 Christopher Hall 博士領導團隊,近日發表一項劃時代研究,指出日照不僅調節生理作息,更能顯著提升免疫細胞的抗菌能力。該團隊以斑馬魚為模型動物,由於其基因組與人類相似,且能培育出全身透明的品系,方便科學家實時觀察體內生理變化。

研究人員特別聚焦於免疫系統的重要戰力——嗜中性球。這類白血球是人體對抗細菌感染的第一道防線。過去實驗已發現,斑馬魚的免疫反應在清晨最為活躍,也就是在日照剛開始、魚兒活動力最旺盛的時段。Hall 博士認為,這很可能是一種「演化適應」,因為白天活動較多,自然也會遇到更多感染風險,免疫系統此時也得全副武裝。

白天活動多感染風險高,免疫系統也得全副武裝

圖片展示了研究團隊如何發現並驗證一段高度保守的「調控序列」(CRE)能夠結合生理時鐘因子 BMAL1 與免疫調控因子 NF-κB,來調控斑馬魚 hmgb1a 基因的光照與感染應答。研究人員運用分子實驗、基因編輯和活體成像,證明這段序列會影響免疫細胞(如嗜中性球)的抗菌活性,並揭示日照如何透過基因調控強化免疫系統的殺菌能力。(圖/《Science Immunology》)

進一步的研究發現,嗜中性球細胞本身竟配備了「晝夜節律時鐘」,能夠偵測日光訊號並啟動「日間模式」,大幅提升吞噬和殺菌的效率。這套內建計時器與身體其他細胞的生理時鐘相呼應,而光線則是重設、同步這些時鐘的最關鍵因素。

研究團隊表示,這一新發現不僅加深了人類對免疫調控的理解,更為開發新型免疫增強藥物提供了重要線索。未來若能針對嗜中性球的生理時鐘設計藥物,或許有望大幅提升對感染或發炎性疾病的治療效果。相關研究已發表於《Science Immunology》期刊。

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延伸閱讀:
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首圖來源:Summerstock  (CC BY 4.0

圖片來源:Science Immunology(CC BY 4.0

參考論文:
1、A light-regulated circadian timer optimizes neutrophil bactericidal activity to boost daytime immunityScience Immunology

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1、科學家能否將夜貓子改造成早起的雲雀?