生信发文神助攻：一文秒懂昼夜节律与疾病的关系

发布时间：2025-09-13 12:25

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什么是昼夜节律

昼夜节律（Circadian rhythm）是指机体适应外界环境中光-暗循环变化而建立的一种24 小时制的内源性节律，其可以被外部因素调节。昼夜节律有几个特点：（1）它是自我维持的，因为节律在没有任何外源时间信号的情况下持续存在，这表明存在内在的计时机制(即生物钟)；（2）昼夜节律表现出节律性，因为它们以大约24小时的周期持续存在；（3）昼夜节律显示出与外部信号同步的能力，如暗光周期或其他社会和环境调节因素，如活动和温度。

什么是昼夜节律紊乱

由于时差、轮班工作，异常的饮食模式或其他生活方式因素，当昼夜节律被打乱或失调时，就会引起昼夜节律紊乱（Circadian rhythm disruption ,CRD)。昼夜节律是维持正常细胞和组织动态平衡的重要调节系统，但在当今的社会中，由行为节律和外部光/暗周期之间的长期错位引起的昼夜节律紊乱是很常见的。

昼夜节律与疾病的关系

昼夜节律是维持正常细胞和组织动态平衡的重要调节系统，并已被证明在细胞增殖和存活、DNA修复、新陈代谢和炎症等癌症相关过程中发挥关键作用。同时，昼夜节律紊乱已被确定为肥胖、心血管疾病和癌症等健康疾病的一个风险因素。

（1）昼夜节律与神经退行性疾病的关系

昼夜节律紊乱(CRD)在老年人中是常见的，尤其是在患有与年龄相关的神经退行性疾病的人中更为严重，包括阿尔茨海默病和相关痴呆(ADRD)和帕金森病(PD)。有证据表明，昼夜节律功能的紊乱可能是神经退行性疾病的早期表现，甚至可能是60岁以上健康成年人发展为神经退行性疾病的风险因素。更好地了解昼夜节律和神经退行性疾病之间的关系可能是早期识别和治疗神经退行性疾病的关键。值得关注的是，CRD除了是神经退化的症状外，也可能是发展为ADRD和PD的潜在危险因素。尽管已提出的潜在途径包括蛋白质稳态的改变，以及免疫和炎症功能，但昼夜节律和神经退行性变之间的机制联系还不完全清楚，还需要对CRD及其机制进行更多的研究，还需要进行治疗试验来确定昼夜干预是否可以预防或推迟神经退行性疾病的发生。

（2）昼夜节律与代谢相关性疾病

慢性昼夜节律紊乱会增加代谢性疾病的风险。反之，限时喂食可维持强健的昼夜节律，并可减轻代谢性疾病。这些发现突出了昼夜节律在生理学中的综合作用，并为治疗肥胖，糖尿病等以代谢紊乱为标志的慢性疾病提供了新的视角。昼夜节律可能会影响能量平衡的组成部分(能量摄入=吸收+储存+支出)。除了肠道上皮中影响营养吸收的昼夜节律外，肠道微生物组的组成与营养新陈代谢有关，也显示出昼夜节律。流行病学研究一再表明，睡眠不足和倒班工作与人类更高的代谢性疾病发病率相关。相反，宵夜禁食(≥13小时的控制睡眠和活动后)既能预防乳腺癌，又能改善乳腺癌患者的预后。这些观察表明，日常活动、睡眠和食物摄入的模式可能会极大地影响人类健康。

（3）昼夜节律与睡眠及精神障碍

精神障碍性疾病经常伴随着某种形式的睡眠/昼夜节律紊乱，越来越多的证据表明，这些神经病理和睡眠/昼夜节律的基本控制机制之间存在重叠。由于睡眠/昼夜节律紊乱是许多精神障碍和神经退行性疾病发生之前最常见的报告征兆，个体的睡眠生物学可能被证明在这些精神和神经退行性疾病的早期阶段识别风险因素和脆弱性标记是有用的。尽管有这些知识，但很少有人将睡眠/昼夜节律紊乱作为高危受试者精神障碍和神经退行性疾病的早期发现和干预的标志。相对较少的研究试图使用光和/或褪黑素治疗来稳定精神障碍和神经退行性疾病的睡眠唤醒时间。然而，这些研究的结果表明，作为对这些治疗的反应，主要症状和共病病理，如认知能力下降、注意力衰竭、免疫抑制和代谢问题等都有所减少。有必要研究精神障碍和神经退行性疾病背后的神经功能障碍，以更好地了解睡眠/昼夜系统紊乱是否可归类为这些疾病的原因或结果，并了解这些系统的稳定如何可能影响复发性疾病的复发，如双相情感障碍和神经退行性疾病的疾病进展。

（4）昼夜节律与癌症的关系

越来越多的证据表明，昼夜节律的破坏在肿瘤的发生中起着关键作用，并促进癌症的发展和进展。例如，全基因组关联研究表明，核心昼夜节律基因如BMAL、CLOCK、PER和CREY的遗传变异与代谢重编程、氧化还原失衡和慢性炎症有关。此外，昼夜节律紊乱(CRD)干扰了生物信号转导，并通过抑制PER5的表达促进了肿瘤的生长和转移。重要的是，核心昼夜节律成分直接或间接调节数百个昼夜节律相关基因的表达，这些基因似乎也与各种癌症的侵袭性有关。总体而言，昼夜节律基因的失调在增强肿瘤内异质性方面发挥了协同效应，这进一步导致不良结果、耐药性，并最终导致癌症治疗的失败。然而，昼夜节律基因与癌症进展之间相互作用的机制尚未阐明。

昼夜节律相关的生信研究

为什么小编推荐选择昼夜节律这一研究热点发生信文章呢？首先，通过以上多篇高分综述文章可知，昼夜节律的紊乱可引起多种疾病，也影响着疾病的进展及治疗。所以肿瘤及非肿瘤很多疾病类型都可做基于昼夜节律的生信研究，而且能研究的科学问题也多。其次，因发现生物钟如何控制人类生物学而获得2017年诺贝尔生理学或医学奖后，再次掀起了昼夜节律研究热，所以这次你一定不能再错过这一热点了！最后，小编惊喜地发现，昼夜节律的机制研究文章虽然多，但是生信分析的相关文章有限，我们能挖的还有很多很多！下面就以一篇最新发表的文章案例，解析如何基于昼夜节律这一研究热点发生信高分文章。

研究背景：昼夜节律会影响调节癌症相关的多种途径，包括细胞周期检查点、细胞凋亡、细胞增殖、DNA修复和炎症等，已知昼夜节律紊乱(CRD)是肿瘤增殖的主要因素，然而CRD在临床预测癌症预后中的作用还没有得到很好的研究。

研究方法：本文基于公共数据库中肺腺癌scRNA数据，bulk mRNA数据及临床信息，系统全面探究了恶性细胞的昼夜节律紊乱(CRD)状态，以及CRD对治疗预后及治疗的影响。

研究结论：作者开发了一种算法用于计算CRDscore用于评估肿瘤中的昼夜节律紊乱状态，并证实了CRDscore是一个有价值的预后生物标志物。最后作者还探究了昼夜节律紊乱对肿瘤化疗，靶向治疗及免疫治疗的影响，并基于昼夜节律紊乱相关基因构建了免疫治疗响应诊断模型。

重要结果展示:

1.昼夜节律紊乱(CRD)状态下的恶性细胞与肺腺癌肿瘤相关

2.探究CRD对TKI的疗效影响

3.CRD重塑了肿瘤微环境的细胞间相互作用和细胞因子信号传导

4.Bulk RNA数据集验证CRDscore的性能和稳健性

5.CRD与多种癌症类型的预后不良有关

6.探究CRD对肿瘤治疗疗效的预测能力

7.实验验证褪黑素可减弱CRD和癌细胞的侵袭性

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参考文献：

Ruan W, Yuan X, Eltzschig HK. Circadian rhythm as a therapeutic target. Nat Rev Drug Discov. 2021 Apr;20(4):287-307. PMID: 33589815.

Leng Y, Musiek ES, Hu K, Cappuccio FP, Yaffe K. Association between circadian rhythms and neurodegenerative diseases. Lancet Neurol. 2019 Mar;18(3):307-318.PMID: 30784558.

Panda S. Circadian physiology of metabolism. Science. 2016 Nov 25;354(6315):1008-1015.PMID: 27885007.

Wulff K, Gatti S, Wettstein JG, Foster RG. Sleep and circadian rhythm disruption in psychiatric and neurodegenerative disease. Nat Rev Neurosci. 2010 Aug;11(8):589-99.PMID: 20631712.

He L, Fan Y, Zhang Y, Tu T, Zhang Q, Yuan F, Cheng C. Single-cell transcriptomic analysis reveals circadian rhythm disruption associated with poor prognosis and drug-resistance in lung adenocarcinoma. J Pineal Res. 2022 Apr 18:e12803.PMID: 35436363.

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/TlhWnJptGf_sLRflczU72g

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