基因組大數據揭示生物鐘差異，夜貓子基因或更易患精神分裂症

法國畫家朱勒斯·布雷頓筆下的早起者——《黎明勞工》（Dawn Labour），描述了一群農婦，天未亮，就已在農田中幹活。除了生活習慣使然，當然還有其他……

撰文 | 馮水寒

責編 | 葉水送

生物鐘與我們的健康密不可分，它影響著廣泛的分子過程，包括激素水平、核心體溫以及清醒-睡眠模式。2017年，三位學者因在生物鐘機制方面的發現，獲得了諾貝爾生理或醫學獎，引發了這一領域新的研究熱潮。那麼，生物鐘是否會影響患病風險，它的作用機制又是怎樣？

人體的生物鐘，圖片來自nobelprize.org

大規模基因組分析研究揭示生物鐘和精神疾病的聯繫

圖片來自Nature Communications

1月29日，來自英國埃克塞特大學（University of Exeter）醫學院的Michael N. Weedon及其合作者，通過基因組大數據發現了一批新的影響習慣早起的基因組區域，這使得影響早起的基因組區域從原先的24個增加到了351個。相關研究發表在Nature Communications雜誌上。

「本研究給出了大量可進一步開展詳細研究的基因，幫助我們確定不同的人如何擁有不同的生物鐘」，研究負責人Weedon教授表示。

基因大數據從何而來？研究者分析了英國基因銀行（UK Biobank）以及23andMe近70萬人全基因組數據和晝夜節律數據，主要包括所有參與者被詢問是夜貓子、是早起者以及其他相關問題，英國基因銀行的85760個人還有活動監測器記錄的睡眠時間。

經分析這些數據，研究者確認了327個全新的影響早起的基因組區域，且攜帶這些「早起位點」最多（前5%）的受試者，要比攜帶最少（後5%）的受試者，平均睡眠時間提前25分鐘，但他們的睡眠質量和持續時長沒有受到明顯影響。

進一步的研究發現，習慣早起的人具有更好的精神健康狀況。早起降低了精神分裂症和抑鬱症風險。但它與身體質量指數（BMI）、糖尿病或肥胖等疾病等疾病風險未存在關聯，這也否定了此前的許多猜測。

全新的影響是否習慣早起的基因組區域

圖片來自Nat Common

早起相關基因的表達區域，圖片來自Nat Common

至於這351個基因組區域如何參與身體的節律調控？研究者發現，這些區域富含參與晝夜節律調節、cAMP信號通路、谷氨酸和胰島素信號通路的基因，這些基因主要在視網膜、後腦、下丘腦和垂體中表達。其中，眼睛視網膜在幫助身體保持時間上起到關鍵作用，可幫助解釋大腦如何檢測外界的光，「重置」生物鐘，與24小時的一天周期對應。事實上，身體原本的生物鐘周期略長於24小時。

「研究中的大樣本意味著我們提供了迄今為止最有力的證據，即夜貓子患精神分裂症和較差精神健康狀況的可能性較高，但需要進一步研究充分驗證這一點。」 Weedon說。

23andMe公司首席科學家Dave Hinds博士則表示：「公司會利用這些信息告知客戶，他們傾向於早起者還是夜貓子。這項工作將有助於更好地可能遺傳在其中的作用，幫助大眾了解睡眠行為如何與其他健康狀況聯繫。」

參考文章

Jones S E, Lane J M, Wood A R, et al.Genome-wide association analyses of chronotype in 697,828 individuals provides new insights into circadian rhythms in humans and links to disease. Nature Communications.

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