اختلال در ساعت های بیولوژیک می تواند به شروع بیماری ها کمک کند

11دسامبر 2018- دانشمندان USC اعلام کردند که یک مکانیزم جدید در تنظیم زمان در سلول های کبدی برای حفظ وظایف این ارگان کلیدی نقش دارد، که اختلال در ریتم طبیعی آن، می تواند منجر به شروع بیماری ها شود.

عملکرد دوگانه ی پروتئین گیرنده ی هسته ایHNF4A ، توضیح بالقوه ای برای بیماری هایی مانند دیابت و سرطان ارائه می دهد. همچنین توضیح می دهد که چرا چنین بیماری هایی در میان افراد مبتلا به اختلال خواب، از جمله کارگران شیفت شب، ساکنان شهرها و افراد پولداری که مرتب با جت های بین المللی سفر می کنند، رایج است.

ریتم سیرکادین یا شبانه روزی توسط ساعتهای داخلی در سلول ها هدایت می شود و موجودات زنده را قادر می سازد تا با چرخه ی شب و روز سازگار شوند. اختلال در این چرخه می تواند منجر به مشکلات سلامت در افراد گردد، بنابراین دانشمندان رفتار سلولها را بمنظور بررسی ارتباط اختلال در این ساعت با شروع بیماریها بررسی کردند. این گام مهمی در جهت دستیابی به درمان های هدفمند است.

دکتر Steve Kay، استاد علوم اعصاب، مهندسی پزشکی و علوم زیستی در مرکز USC Michelson می گوید: مطالعات اپیدمیولوژیک همواره ارتباطات بیشتری بین شیوه زندگی مدرن و اختلال در ساعت بیولوژیکی داخلی ما را بتصویر کشیده اند. هنگامی که این دو با هم تداخل می کنند، می تواند منجر به توسعه بیماری هایی مانند چاقی و سرطان پستان شود. مطالعه ی اخیر فراتر از یک مطالعه ی اپیدمیولوژیک بود و مکانیزم های اختلال در ریتم شبانه روزی را به عنوان عامل خطر برای بیماری های خاص بررسی کرد.

این مقاله ی پژوهشی در مجله ی مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم به چاپ رسیده است و یکی از نخستین مقالات پژوهشی است که توسط محققان مرکز USC Michelson ارائه شده است.

دانشمندان بر روی پروتئین HNF4A، که یک پروتئین شناخته شده در رشد کبد، کلیه و روده در جنین است، متمرکز شدند. محققان سلول های کبدی و کولون موش و انسان را مورد بررسی قرار دادند و به طور غیرمنتظره کشف کردند که HNF4A به طور دقیق با ساعت های شبانه روزی در این ارگان ها ارتباط دارد. آنها دریافتند که پروتئین HNF4A، عملکردCLOCK وBMAL1 را سرکوب می کند، این دو عوامل مولکولی کلیدی ساعت بیولوژیک هستند که ریتم های شبانه روزی را در پستانداران به وجود می آورند.

در هسته ی سلول، گیرنده های هسته ای، سیگنال های شیمیایی را از سلول دریافت کرده و با همکاری پروتئین های دیگر به ژن های خاصی که باعث توسعه ی سلول، هوموستازی و متابولیسم می شوند، اجازه ی فعالیت می دهند. این گیرنده های هسته ای در تقاطع مدارات سلولی، اطلاعات لازم برای عملکرد طبیعی سلول را با هم ادغام می کنند. گیرنده های هسته ای اهداف بالقوه ای برای مبارزه با بیماری ها از جمله اختلالات تولید مثل، التهاب، سرطان، دیابت، بیماری های قلبی عروقی و چاقی هستند. محققان برای اولین بار متوجه شده اند که ساعت سیرکادین، چرخه های شبانه روزی عملکرد کلاسیکHNF4A  را به عنوان یک گیرنده هسته ای مدوله می کند.

دکتر Kay توضیح داد: چگونگی کار هر ساعت در هر سلول متفاوت است. در کبد، ما بر روی پروتئین های خاص این بافت تمرکز کردیم و متوجه شدیم که HNF4A به ساعت سیرکادین وابسته است، این پروتئین بر اساس ساعت و چرخه ی شبانه روزی تنظیم شده و به نوبه خود ساعت بیولوژیک کبد را تنظیم می کند. این یافته ها یک جهش بزرگ رو به جلو است.

دکتر Meng Qu، محقق پژوهشی در مرکز میکلسون و نویسنده ی نخست این مطالعه، گفت: تحقیقات ثابت کرده است که جهش در ژن HNF4A منجر به بروز یک شکل نادر از دیابت به نام  MODY1 می شود و اختلال در تنظیم بیان آن به شدت با سرطان کبد ارتباط دارد، که هنوز مکانیسم های هر دو آنها به طور کامل درک نشده است. کشف ما نشان می دهد که اختلال در ساعت بیولوژیک کبد می تواند مکانیزمی بالقوه و پل ارتباطی بین تنظیمات سیرکادین و پیشرفت بیماری باشد.

دکترKay   افزود: این مطالعه به ما کمک خواهد کرد که درک کنیم چگونه اختلال در شیوه ی زندگی روزمره ی بسیار پیشرفته ی ما می تواند ما را بیمار کند. انسان ها برای شیفتهای کاری شبانه، نور شب و سفرهای بین قاره ای تکامل نیافته اند. چالش های زندگی مدرن برای سیستم سیرکادین ما بیانگر یک تهدید دراز مدت برای سلامتمان محسوب می شود. اکنون می توانید ببینید که چگونه HNF4A یک فصل جدید را در کتابی گشوده است که بیشتر صفحات آن هنوز خالی است، بنابراین این کشف شروع یک داستان است که قرار است ما آن را بنویسیم.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20181211/Disrupted-biological-clock-can-contribute-to-onset-of-diseases-USC-study-shows.aspx