Когда их спрашивают о том, что может вызвать рак, люди, скорее всего, думают о химических веществах, таких как табак, или радиации, такой как ультрафиолетовое излучение на солнце, но хроническая смена часовых поясов, вероятно, не приходит на ум. Эпидемиологические исследования на людях связали хроническую смену часовых поясов, также известную как хроническая циркадная дисфункция, с повышенным риском рака печени. Однако прямых доказательств того, что это приводит к раку печени, нет.
Недавнее исследование, проведенное исследователями из Медицинского колледжа Бэйлора и опубликованное в Журнале гепатологии, является первым, экспериментально продемонстрировавшим, что хроническая циркадная дисфункция действительно является канцерогеном для человека.
«Мы работали с гуманизированной моделью мыши, которая была разработана соавтором доктором Карлом Димитером Биссигом из Университета Дьюка», — сказал ведущий автор-корреспондент доктор Лонинг Фу, доцент кафедры медицины-гастроэнтерологии и член Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана. в Бэйлоре. «Эта животная модель содержит клетки печени как человека, так и мыши, что позволяет нам изучать влияние нарушения циркадного ритма на развитие рака в клетках человека ».
Циркадный ритм — это 24-часовой внутренний хронометрист в нашем мозгу, который регулирует циклы бодрствования, сонливости и практически всех функций организма, синхронизируясь с суточным циклом планеты. Недавние исследования показали, что, когда внутренние часы выходят из синхронизации, вероятность развития болезни возрастает.
Гуманизированные мыши подвергались воздействию двух разных условий. В одной группе животных содержался синхронизированный с естественным дневным и ночным циклом. Для другой группы исследователи изменили световые и темные периоды, которым подвергались животные, чтобы создать эквивалент изменений, которые испытывает человек, летая туда и обратно из Сан-Франциско в Лондон каждую неделю в течение многих недель.
Хроническая циркадная дисфункция является канцерогеном для человека
«Мы обнаружили, что по сравнению с мышами, которых содержали при нормальных циклах света/темноты, у мышей в группе с сменой часовых поясов продолжительность жизни была короче, а также чаще наблюдался цирроз печени, желтуха (когда кожа или белки глаз желтеют), а также развивался рак в клетки печени как мыши, так и человека», — сказал Фу. «Важно, что хроническая смена часовых поясов также вызывала метастазы из гуманизированной печени».
Анализы крови и микроскопические исследования печени выявили множество общих черт между гуманизированными мышами и пациентами с раком печени , включая непереносимость глюкозы, аномальное накопление жира в печени, воспаление и фиброз. Это подтверждает применимость этой модели для изучения состояния человека.
«Мы показываем, что по мере прогрессирования опухоли профиль биомаркеров и закономерности генетической экспрессии в клетках изменяются», — сказал Фу.
У гуманизированных мышей с хронической сменой часовых поясов спонтанно развился рак печени в клетках печени человека, следуя тем же процессам и молекулярным путям, что и у людей. Исследования экспрессии генов показывают, что спонтанное развитие рака в этой модели обусловлено изменениями в экспрессии тысяч генов, которые зависят от типа клеток, времени и стадии заболевания.
«Одним из важных выводов исследования является то, что, как только опухоли спонтанно развиваются в ответ на хронические нарушения циркадных ритмов, возвращение мышей к нормальным циркадным часам замедляет развитие опухоли и предотвращает метастазирование», — сказал соавтор, доктор Дэвид Мур, профессор. и заведующий кафедрой диетологии и токсикологии Калифорнийского университета в Беркли. «Когда животные возвращаются к нормальному циркадному ритму, картина экспрессии генов восстанавливается до того уровня, который был раньше».
«Я очень рад, что наши результаты имеют важное значение на клиническом уровне», — сказал Фу. «Эта работа дает новые знания, которые могут способствовать разработке улучшенных методов лечения этого рака и лучшему пониманию механизмов канцерогенеза».
«Наша работа показывает, что циркадное влияние на рак нельзя недооценивать: хроническая циркадная дисфункция является канцерогеном для человека», — сказал Мур. «Результаты повышают осведомленность о повышенном риске развития рака у людей, работающих в ночную смену в течение длительного времени или регулярно путешествующих через несколько часовых поясов, а наша гуманизированная модель на мышах представляет собой ценный инструмент для изучения этого состояния, для которого не существует эффективных методов лечения».
Дженнифер Падилья, Ноха М. Осман, Беатрис Биссиг-Шуаса, Сандра Л. Гримм, Сюань Цинь, Анжела М. Мейджор, Ли Ян, Долорес Лопес-Террада, Кристиан Коарфа и Фэн Ли также внесли свой вклад в эту работу. Авторы связаны с одним из следующих учреждений: Медицинским колледжем Бэйлора, Университетом Дьюка или Калифорнийским университетом в Беркли.
