所有生物都有生物钟，这是生物体一种自适应机制，可以调整身体的生理机能，以更好地应对因地球自转24小时而引起的环境和内在变化。2017年，美国遗传学家杰弗里·霍尔（Jeffrey C. Hall）、迈克尔·罗斯巴什（Michael Rosbash）和迈克尔·扬（Michael W. Young），因发现调控昼夜节律的分子机制（生物时钟），荣获2017年诺贝尔生理学或医学奖。
现代社会，昼夜节律钟驱动的内部和社会强制节律往往不一致，约三分之一的人口存在与标准时间 2 小时或更长时间的时差。尤其是夜班工人，他们的日常习惯时间表（包括起床、睡觉和进餐时间）会根据工作时间表发生巨大变化，他们往往存在昼夜节律和社会节律之间的慢性失调。
2024年10月18日，日本山口大学抗衰老研究所（The Research Institute for Time Studies）和佐贺大学的研究人员在《细胞》旗下的《iScience》发表了题为“Chronic circadian misalignment is a risk factor for hair growth impairment”的研究结果。
本研究重新评估了在时钟驱动的内部和环境节律长期失调的情况下，昼夜节律功能障碍对小鼠毛发生长的影响。研究人员避开了传统的敲除和敲低的方法，而是使用重复逆转明暗 (LD) 周期的实验模型来检查昼夜节律失调对小鼠毛发生长的影响。
本研究不仅在体内评估了毛发生长表现，还在体外评估了毛囊培养情况。考虑到性激素对毛发生长和脱落的强烈影响，研究人员还观察了昼夜节律失调对毛发生长影响的性别差异。
图1 生物钟错位对小鼠背毛生长影响的试验设计
重复明暗光线（LD）逆转对小鼠背部毛发生长的影响
为了在不使用基因工程小鼠的情况下评估生物钟/昼夜节律功能障碍对毛发生长周期的影响，将雄性野生型小鼠每隔 3 天重复逆转 LD 周期，总共 54 天。这类似于轮班工作场景下产生的强制和慢性昼夜节律失调对毛发生长周期的影响。
图2 生物钟错位影响小鼠背毛生长（尤其是后背S3~S4区）
雄性和雌性小鼠毛发生长周期各阶段百分比随时间变化的组织学研究
从组织学角度研究了雄性和雌性小鼠毛发生长周期阶段百分比随时间变化。通过脱去背部毛干使毛囊中的毛发生长周期同步后，每隔两天或三天从背部S1区域切片收集皮肤组织样本，进行苏木精和伊红 (HE) 染色。根据每个毛囊的组织学位置和形态对毛发生长周期阶段进行分类。
结果表明，小鼠接受 LD 逆转（生物钟错位）会导致毛发生长周期进展延迟，同时生长期延长。与雄性小鼠不同，雌性小鼠的 LD 逆转（生物钟错位）小鼠的毛发周期进展在后期似乎意外地加速。这种加速可能与第 18 天各组毛干长度没有差异相一致（图 2C）。
除了 HE 染色外，我们还使用雌性小鼠皮肤组织的碱性磷酸酶 (AP) 染色证实了这种延迟（图 3B，底部）。数据证实，小鼠暴露于 LD 逆转（生物钟错位）组会导致毛发生长周期进展延迟。
重复明暗光线 LD 逆转对体外自主毛干伸长的影响
为了评估每个毛囊中毛干生长的时间动态，对归类为生长中期的小鼠胡须毛囊进行了体外培养，并检查了它们的毛干伸长性能。小鼠胡须毛囊比其他毛囊大得多，因此可以通过手术分离和体外培养来检查毛囊自主毛干伸长。
图2 小鼠须垫的放大图（手术分离红色箭头所示胡须，根据毛球形态和轴长度选择生长中期毛囊）
结果显示，仅在雄性小鼠中，生长期中期毛囊的自主毛干伸长受到重复 LD 逆转的负面影响（图 4C 和 4D），表明重复 LD 逆转会导致毛囊自主毛干伸长存在性别相关的缺陷。
图3 生物钟错位仅影响雄性小鼠中（以生长中期毛囊的自主毛干伸长计）
研究结论
本研究表明，生物钟/昼夜节律错位导致生长期头发生长速率降低，性别之间仅存在微小的性别依赖性差异。
因此，长期的生物钟/昼夜节律错位，例如熬夜党和轮班工作，是人类脱发的潜在风险因素。
由此可知，改善光线环境或改善生物钟/昼夜节律功能障碍可能是延缓男性和女性脱发发展和进展的一种有前途的方法。
关联阅读
参考文献：Yoshiki Miyawaki, Atsuhiro Nishida, Keisuke Fukushima, Aoi Matsumoto, Teruki Hamano, Yukiya Mori, Mamoru Nagano, Isao T. Tokuda, Yasufumi Shigeyoshi, Koichi Node, Makoto Akashi,Chronic circadian misalignment is a risk factor for hair growth impairment,iScience,Volume 27, Issue 10,2024,110974,ISSN 2589-0042.
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