题图：免疫系统如何知道什么时候是白天？图片来源： Unsplash
（《澳纽网》编译报道）2025年5月25日讯 – 您是否曾在熬夜或上夜班后感到睡眠模式紊乱，仿佛与正常作息脱节？这可能是科学家所称的“社交时差”（social jet lag）。这种因不规律睡眠和日光照射不足导致的内部生物钟（昼夜节律）与社交日程失调的现象日益普遍，并已被证实与免疫系统功能减弱相关。奥克兰大学的一项最新研究揭示了免疫系统如何感知白天，并发现日光能直接增强关键免疫细胞的抗感染能力，为未来炎症性疾病的治疗带来了新的启示。
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“社交时差”与免疫：生物钟的重要性
昼夜节律是地球上所有生命的基本特征，约25亿年前进化形成，使生物能够适应24小时太阳日带来的挑战。在分子层面，这些节律由一个被称为“生物钟”的基因编码多组分计时器精心调控。几乎所有细胞都拥有生物钟的组成部分，但它们如何在不同细胞类型中发挥作用以调节其行为，目前尚不甚明了。
以往研究表明，轮班工作等因素对昼夜节律的干扰，会对我们抵抗感染的能力产生负面影响。这些观察结果强化了一个观点：通过规律的日光照射来维持稳健的昼夜节律，有助于支持健康的免疫系统。但免疫系统究竟是如何知道现在是白天的呢？奥克兰大学今日发表在《科学免疫学》（Science Immunology）杂志上的研究正揭示了这一谜团。
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斑马鱼实验揭秘：免疫细胞的“日光警报”
该研究团队在实验室中使用斑马鱼——一种常见于宠物店的小型淡水鱼——作为模型生物，以理解其对细菌感染的免疫反应。研究人员之所以选择幼年斑马鱼，是因为它们的基因构成和免疫系统与人类相似，并且其身体透明，便于在显微镜下观察生物过程。
研究主要集中在一种名为“中性粒细胞”（neutrophil）的免疫细胞上，这是一种白细胞，专门负责杀死细菌，是感染发生时的“第一反应者”，也是人体内数量最多的免疫细胞。由于中性粒细胞寿命极短，从人血中分离的中性粒细胞在实验操作上非常困难。然而，利用透明的幼年斑马鱼，研究人员可以直接在完整动物体内拍摄并观察这些细胞的功能。
初步研究显示，斑马鱼对细菌感染的免疫反应强度在白天（动物活跃期）达到峰值。研究团队认为，这代表了一种进化适应，为人类和斑马鱼等昼行性动物（白天活动）提供了生存优势，因为它们在白天活动时更可能遇到细菌感染。
这一发现促使研究人员进一步探究这种增强的免疫反应是如何与日光同步的。通过在一天中的不同时间拍摄中性粒细胞杀死细菌的影像，他们发现中性粒细胞在白天比在夜间更有效地杀死细菌。
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随后，团队通过基因编辑技术，小心地移除了中性粒细胞中特定的生物钟组件（类似于从机械钟表上取下重要齿轮使其停止运转），从而“关闭”了它们的生物钟。这一操作最终证实：这些重要的免疫细胞拥有一个受光线调控的内部生物钟，它能像闹钟一样“提醒”细胞现在是白天，从而增强其杀灭细菌的能力。
进化优势与未来研究方向
目前，研究团队面临的下一个挑战是确切了解中性粒细胞如何检测光线，以及人类的中性粒细胞是否也依赖这种内部计时机制来调节其抗菌活性。他们还好奇这种杀菌机制是否仅限于特定类型的细菌（例如我们白天更可能遇到的细菌），或者它是否是对所有感染性威胁（包括病毒感染）的更普遍反应。
这项研究为开发针对中性粒细胞生物钟以调节细胞活性的药物开启了潜力。鉴于中性粒细胞是炎症部位招募的第一个也是数量最多的免疫细胞，这一发现对许多炎症性疾病的治疗具有非常广泛的影响。
该研究由奥克兰大学医学与健康科学学院的博士生Lucia Du和Pramuk Keerthisinghe主导，是Chris Hall实验室与Guy Warman及James Cheeseman领导的生物钟学研究小组（Chronobiology Research Group）合作的成果。
（本文改编自奥克兰大学免疫学副教授Chris Hall为The Conversation撰写的文章）
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