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生物節律，或稱生物鐘，是生物體內的一種時間保持機制，它調節睡眠-覺醒周期、激素分泌、體溫變化等生理活動。隨著年齡的增長，生物節律的退化與多種衰老相關病理學特徵有關。因此，理解生物節律的維持機制對於抗衰老具有重要意義。
西班牙龐培法布拉大學的研究團隊在《science》雜誌上發表的最新研究揭示了中樞神經系統（腦）與外周組織（骨骼肌）之間的生物節律如何相互作用，以協調晝夜節律並抵抗衰老。研究指出，通過日常行為如限制時間進食，可以重編程生物節律，從而延緩衰老過程。
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在這項研究中，研究人員通過基因工程技術敲除了小鼠的bmal1基因，該基因是維持生物節律的關鍵。研究發現，只有在腦和骨骼肌中同時恢復bmal1基因的表達，才能部分挽救全身敲除bmal1基因小鼠的肌肉退化等衰老相關表型。這表明腦與骨骼肌的生物鐘協調對維持肌肉健康至關重要。
研究人員進一步分析了骨骼肌生物節律相關基因的表達模式，揭示了骨骼肌生物鐘的「篩選」功能，即選擇性地響應來自腦的節律信號，以協調骨骼肌特異的晝夜生理活動。這一發現為理解腦-肌肉生物節律溝通機制提供了新的視角。
具體來說，骨骼肌內的生物鐘具備一種「篩選」作用，它能夠從大腦接收的節律信號中選擇性地採納一部分，並利用這些信號來「組建/協調」骨骼肌特有的晝夜節律生理活動。這種「篩選」過程和大腦的節律信號對於維持骨骼肌的正常節律活動至關重要，缺少任何一個環節都會導致骨骼肌節律活動的嚴重受損和功能退化。
此外，研究還發現，通過限制老年小鼠在正常活躍時間內的進食時間，可以補償中樞生物節律的退化，從而抵抗骨骼肌的衰老。這一發現為通過日常行為干預來延緩衰老提供了可能的策略。
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這項研究的評論指出，這項工作巧妙且清晰地展示了生物節律在對抗衰老中的作用，並強調了進一步解析腦與外周組織協調生物節律的機制，以及生物節律相關基因表達變化如何影響衰老過程的重要性。
參考
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.
