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昼夜节律是24小时周期,由昼夜交替的时间段引导。这些循环影响与生物钟相适应的各种生物体中的生物活性。已知昼夜节律模式的扰动会影响与代谢和其他生理功能相关的许多生物分子过程。Tobias Eckle博士和他在科罗拉多大学安舒茨医学校区的团队详细研究了昼夜节律。Eckle最近的研究专门针对在缺氧条件下识别细胞适应性机制,如心肌缺血 - 全球发病率和死亡率的主要原因之一。该团队已在Current Pharmaceutical Design上发表了他们的评论。

腺苷信号传导涉及心脏适应有限的氧可用性。在广泛寻找腺苷受体引发的心脏适应性反应中,Eckle的研究小组将昼夜节律蛋白期2(PER2)确定为腺苷信号传导靶标。研究人员发现,与野生型小鼠相比,PER2 KO小鼠的梗死面积更大,使用碳水化合物进行氧气高效糖酵解的能力有限。这种损伤是由于未能稳定氧传感器缺氧诱导因子-1α(HIF1A)引起的。此外,通过将小鼠暴露于强光下来稳定心脏中的PER2导致HIF1A调节的糖酵解酶的转录诱导和PER2依赖的心肌缺血保护。

在他们的综合评论文章中,Eckle等人。讨论光与氧传感途径之间的进化关系,深入探讨分子和细胞适应性,以适应环境中的不利变化:

地球上阳光和氧气的出现无疑是进化过程中最引人注目的环境变化。因此,这个星球上的几乎所有生物都配备了光和氧传感途径。值得注意的是,哺乳动物的光传感和氧传感途径与细胞水平有关:缺氧诱导因子1?(HIF1A),一种进化上保守的转录因子,使细胞适应低氧可用性,属于与光调节的昼夜节律核心蛋白时期2(PER2)相同的蛋白质家族。两者都属于用于氧气,光或新陈代谢的信号传感器的PAS域超家族。那么,Hif1?信使RNA水平在小鼠心脏组织中以昼夜节律方式循环,并且节律氧水平通过HIF1A重置生物钟。“

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