科學家發(fā)現(xiàn)皮膚使時間獨立于大腦

烏賊，章魚，烏賊，兩棲動物和變色蜥蜴都可以在眨眼間改變皮膚的顏色。他們的皮膚中具有獨立于大腦運作的感光器。感光細胞是稱為視蛋白的蛋白質家族的一部分。

哺乳動物也有視蛋白。它們是視網膜中最豐富的蛋白質。這些光敏色素負責色覺(視錐蛋白)和昏暗視覺(視紫紅質)。盡管先前的研究表明哺乳動物可能在眼外表達視蛋白蛋白，但關于它們可能影響什么功能的信息很少。

10月10日發(fā)表在《當前生物學》上的一項研究發(fā)現(xiàn)，一種稱為神經蛋白酶的視蛋白在小鼠的毛囊中表達，并使皮膚的晝夜節(jié)律與明暗周期同步，而與眼睛或大腦無關。

華盛頓大學醫(yī)學院眼科研究助理教授，共同首席作者埃森·布爾(Ethan Buhr)說：“這是視蛋白光感受器在眼外直接控制哺乳動物晝夜節(jié)律的首次功能性展示。”

布爾說，人們認為，當哺乳動物進化時，無論白天還是黑夜，大腦都會接手通知身體的所有器官。但是，他說，這項研究發(fā)現(xiàn)，皮膚實際上是使用視蛋白基因家族中一個先前神秘的成員神經素來表達自己的感光細胞的。

這意味著即使自己在碗中進行培養(yǎng)，皮膚也可以感知白天還是晚上。

“如果您模擬將培養(yǎng)的皮膚從西雅圖運往日本(通過模擬時區(qū)的光線變化)，則皮膚會發(fā)現(xiàn)時區(qū)已發(fā)生變化，并且由于神經蛋白酶而在幾天之內適應了新時區(qū)。”威斯康星大學醫(yī)學院眼科教授兼教授Russ Van Gelder。。

對醫(yī)學的影響仍在研究中。其他實驗室的研究表明，皮膚中重要的生理學處于晝夜節(jié)律的控制之下。例如，北卡羅來納大學諾貝爾獎獲得者阿齊茲·?？?Aziz Sancar)的研究小組的研究表明，與下午晚些時候發(fā)出的紫外線相比，清晨發(fā)出的紫外線對小鼠引發(fā)皮膚癌的作用要高五倍，因為晝夜節(jié)律改變了皮膚修復DNA損傷的能力。

現(xiàn)在，研究人員想看看如果暴露在某些類型的光線下，皮膚是否可以更好地恢復健康。

“盡管我們的研究仍在進行中，但我們假設一天中特定時間的特定顏色的光會影響皮膚的愈合方式，”辛辛那提兒童研究中心的聯(lián)合首席研究員理查德·朗說。使用晝夜節(jié)律來增強醫(yī)學實踐的潛力是一個不斷發(fā)展的研究領域。最近的工作表明，在白天或晚上的特定時間服用藥物的時間可能會對藥物有效性產生重大影響。同樣的觀察結果很可能適用于皮膚調解。

在這項研究中，研究小組使用了沒有視網膜感光器和無功能黑素蛋白基因的小鼠。通常，視網膜感光細胞與黑素結合在一起，以告知大腦的晝夜節(jié)律時鐘是亮還是暗。因此，實驗小鼠無法使其行為與明暗周期同步。但是，這些動物皮膚的晝夜節(jié)律仍與局部明暗周期保持同步。有些老鼠在黎明醒來，有些在黃昏醒來。小鼠通常只在夜間運行，但是有些在天黑之前就開始運轉。無論如何，皮膚可以使用神經蛋白酶來感知光線-黑暗周期并保持時間。