一項(xiàng)由辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心科學(xué)家及其同事進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，在阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA）小鼠模型中，低血氧水平（缺氧）引發(fā)的低血氧狀態(tài)會導(dǎo)致全天候不同組織中基因活性的廣泛變化。這一研究結(jié)果有望為早期診斷和追蹤OSA的工具開發(fā)提供指導(dǎo)。

該研究團(tuán)隊(duì)在David Smith博士的領(lǐng)導(dǎo)下，通過發(fā)表在《PLOS Biology》雜志上的一篇名為《Obstructive sleep apnea in a mouse model is associated with tissue-specific transcriptomic changes in circadian rhythmicity and mean 24-hour gene expression》的論文中報(bào)告了他們的研究結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)，由于間斷性缺氧（IH）引起的轉(zhuǎn)錄組變化對心肺組織的影響最為顯著。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于更早地診斷和追蹤OSA。

阻塞性睡眠呼吸暫停是由于氣道阻塞（通常是由軟組織引起）而導(dǎo)致的間斷性缺氧和睡眠紊亂。研究引用的數(shù)據(jù)顯示，全球超過10億人患有這種疾病，僅在美國，直接醫(yī)療費(fèi)用就達(dá)到每年1500億美元。與OSA相關(guān)的間斷性缺氧增加了心血管、呼吸、代謝和神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

在OSA患者中，間斷性缺氧僅在24小時睡眠-清醒周期的睡眠階段發(fā)生，這可能改變生理上的晝夜節(jié)律。研究人員解釋道：“生物鐘是一種利用核心時鐘基因的正負(fù)轉(zhuǎn)錄-翻譯反饋環(huán)振蕩的分子振蕩器……生物鐘是維持整體穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵組成部分，因?yàn)樗鼈儗Ψ肿印⒓?xì)胞、器官和生理過程的時序具有調(diào)節(jié)作用?！?/p>

許多基因的活動在一天之內(nèi)自然變化，部分是由于生物鐘基因的活動所驅(qū)動。然而，研究人員指出，生物鐘可能會受到內(nèi)部因素（如健康狀況）和外部因素（如生活環(huán)境）的干擾。外部因素中影響基因活動的因素包括氧氣水平的降低，這會導(dǎo)致產(chǎn)生影響許多基因活動的缺氧誘導(dǎo)因子，包括時鐘基因。

為了更好地了解OSA如何影響基因活動，在研究中，研究人員暴露小鼠于間斷性缺氧條件，并在一天中的不同時間段檢查了肺、肝臟、腎臟、肌肉、心臟和小腦的全基因組轉(zhuǎn)錄。然后，他們評估了這些組織中基因表達(dá)的晝夜節(jié)律變化。他們評論道：“由于未經(jīng)治療的慢性O(shè)SA主要與負(fù)面的心肺結(jié)果相關(guān)，我們假設(shè)IH會更快地影響肺和心臟的生物學(xué)過程。”

研究結(jié)果顯示，最大的變化發(fā)生在肺部，間斷性缺氧影響了近16%的基因轉(zhuǎn)錄，其中大部分基因上調(diào)。心臟、肝臟和小腦中有近5%的基因受到影響。那些通常表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性的基因亞群受間斷性缺氧的影響更為明顯，在肺臟中有74%的這類基因發(fā)生了顯著變化，在心臟中有66.9%的這類基因發(fā)生了顯著變化。在每個組織中受影響的基因中包括已知的時鐘基因，這種影響可能導(dǎo)致這些組織中其他基因的晝夜節(jié)律活動發(fā)生較大變化。研究團(tuán)隊(duì)隨后利用轉(zhuǎn)錄組變化來研究哺乳動物中的生物學(xué)過程和生理變化。他們指出：“結(jié)果表明，與其他評估的組織相比，心肺組織的轉(zhuǎn)錄組和相關(guān)生物學(xué)過程受到的影響更大?！彼麄冏⒁獾剑骸癘SA患者預(yù)防性護(hù)理的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是在相關(guān)醫(yī)學(xué)共病發(fā)展之前進(jìn)行‘早期診斷’?！彼麄冃聢?bào)道的研究數(shù)據(jù)提供了有關(guān)相關(guān)生物途徑早期變化的見解。他們建議，通過追蹤其中一個受調(diào)控的基因產(chǎn)物進(jìn)行血液檢測，以實(shí)現(xiàn)早期OSA的檢測。

總的來說，這項(xiàng)研究揭示了睡眠呼吸暫停對基因活性的全天候影響，并重點(diǎn)指出間斷性缺氧對心肺組織的影響最為顯著。這些研究結(jié)果為了解與間斷性缺氧長期暴露相關(guān)的內(nèi)臟損傷的病理生理機(jī)制提供了新的見解，并為未來的機(jī)械研究評估診斷或治療方法的靶點(diǎn)提供了可能。通過追蹤其中一個受調(diào)控的基因產(chǎn)物進(jìn)行血液檢測可能成為檢測早期OSA的方法之一。這些發(fā)現(xiàn)有望在早期診斷和管理OSA方面發(fā)揮重要作用。

編輯：周敏

排版：李麗