《科学》杂志新发现：脑和肌肉协调节律有助于延缓衰老

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生物节律，或称生物钟，是生物体内的一种时间保持机制，它调节睡眠-觉醒周期、激素分泌、体温变化等生理活动。随着年龄的增长，生物节律的退化与多种衰老相关病理学特征有关。因此，理解生物节律的维持机制对于抗衰老具有重要意义。

西班牙庞培法布拉大学的研究团队在《science》杂志上发表的最新研究揭示了中枢神经系统（脑）与外周组织（骨骼肌）之间的生物节律如何相互作用，以协调昼夜节律并抵抗衰老。研究指出，通过日常行为如限制时间进食，可以重编程生物节律，从而延缓衰老过程。

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在这项研究中，研究人员通过基因工程技术敲除了小鼠的bmal1基因，该基因是维持生物节律的关键。研究发现，只有在脑和骨骼肌中同时恢复bmal1基因的表达，才能部分挽救全身敲除bmal1基因小鼠的肌肉退化等衰老相关表型。这表明脑与骨骼肌的生物钟协调对维持肌肉健康至关重要。

研究人员进一步分析了骨骼肌生物节律相关基因的表达模式，揭示了骨骼肌生物钟的“筛选”功能，即选择性地响应来自脑的节律信号，以协调骨骼肌特异的昼夜生理活动。这一发现为理解脑-肌肉生物节律沟通机制提供了新的视角。

具体来说，骨骼肌内的生物钟具备一种“筛选”作用，它能够从大脑接收的节律信号中选择性地采纳一部分，并利用这些信号来“组建/协调”骨骼肌特有的昼夜节律生理活动。这种“筛选”过程和大脑的节律信号对于维持骨骼肌的正常节律活动至关重要，缺少任何一个环节都会导致骨骼肌节律活动的严重受损和功能退化。

此外，研究还发现，通过限制老年小鼠在正常活跃时间内的进食时间，可以补偿中枢生物节律的退化，从而抵抗骨骼肌的衰老。这一发现为通过日常行为干预来延缓衰老提供了可能的策略。

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这项研究的评论指出，这项工作巧妙且清晰地展示了生物节律在对抗衰老中的作用，并强调了进一步解析脑与外周组织协调生物节律的机制，以及生物节律相关基因表达变化如何影响衰老过程的重要性。

参考

a. kumar et al., “brain-muscle communication prevents muscle aging by maintaining daily physiology,” science (80-. )., vol. 384, no. 6695, pp. 563–572, may 2024, doi: 10.1126/science.adj8533.