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熬夜加班、打 game 追劇再補眠就好?小心未來癌症來陪睡

在中央研究院基因體研究中心,進行生理時鐘研究的黃雯華助研究員指出,熬夜會打亂身體內建的生理時鐘,讓癌細胞有更多機會增生作亂。另外,睡前使用 3C 產品也會干擾生理時鐘,讓你無法睡得安穩。

 

是否該秉燭夜遊?


李白〈春夜宴從弟桃花園序〉曾寫道:「而浮生若夢,為歡幾何?古人秉燭夜遊,良有以也。」

到了現代,一日將盡,該做的事情都沒有做完,現代人常選擇犧牲睡眠先把進度補上,待週末再一次睡到飽;累了一天,用手機傳訊息、看電視節目放鬆一下,再拿些食物填飽肚子,於是可以心滿意足地躺下睡覺去。

以上情境常常在生活中上演嗎?小心,生活中的各種小細節都有可能打亂生理時鐘,增加未來的罹癌風險。

光照影響大腦的主要生理時鐘,而大腦的生理時鐘又會與體內微環境的生理時鐘交互影響。 圖片來源│黃雯華 圖說重製│林承勳、張語辰

光照影響大腦的主要生理時鐘,而大腦的生理時鐘又會與體內微環境的生理時鐘交互影響。
圖片來源│黃雯華 圖說重製│林承勳、張語辰

 

什麼是生理時鐘


地球上大部分生物的活動時間,都跟隨日光而調適,人也不例外。在工業發達以前,人們日出而作、日落而息。因著演化而來的習性,在活動力、免疫力最好的白天,外出採集打獵,蒐集生活所需的物資;入夜之後,身體代謝降低,於是進入休眠狀態,預備隔天活動所需的體力。

 

依循著長久的演化,生物體內在狀態與外在環境時節,尤其是日光,達到規律的平衡。就像體內內建的時鐘一般自動管理身體機能,即是所謂的「生理時鐘」。


然而在電燈發明、文明進步之後,人體與環境原本平衡的步調逐漸被打擾,有時甚至因為工作、娛樂讓作息大亂。對於不規律作息使得生理時鐘混亂的現象,已經有學者在流行病學領域進行研究。黃雯華提到,文獻資料(註一)顯示,從事醫療工作、空服員等相關職業者,得到乳癌的機率特別高。


在歐美,亦曾有學者針對正常上下班與值班時間浮動、作息不固定的護理人員,進行為期多年的追蹤研究(註二)。結果顯示,相較於前者,沒有正常作息的樣本罹患乳癌的風險較高。有些數據甚至顯示,罹癌風險可能提高將近 40% 。


至於在中研院進行相關研究的黃雯華表示,到目前為止,黃雯華團隊的實驗結果同樣指出:生理時鐘的混亂會增加罹患乳癌的風險;若是已有乳癌細胞的存在,混亂的生理時鐘則有可能加速癌症惡化。


 

生理時鐘和乳癌的關係是…



生理時鐘的調控機制非常複雜,黃雯華團隊研究顯示,最核心的基因有 BMAL 跟 CLOCK 兩個基因轉錄因子,以及其下游的 PER 與 CRY 兩個轉錄輔因子。

生理時鐘核心基因,晝夜調控循環示意圖 (core circadian feedback loop) 。 圖片來源│黃雯華 圖說重製│林承勳、張語辰

生理時鐘核心基因,晝夜調控循環示意圖 (core circadian feedback loop) 。
圖片來源│黃雯華 圖說重製│林承勳、張語辰

 

如上圖所示,BMAL 跟 CLOCK 主要扮演的角色是引發下游 PER 基因的表達。製造出來的 PER 蛋白在細胞質累積到某個程度的時候,會受到修飾再送回細胞核裡面,回去抑制源頭 BMAL 跟 CRY 基因的表現,也使得 PER 基因停止表達、 PER 蛋白停止生產。隨著時間過去,存在的蛋白自己會分解,抑制的功能也就消失了。於是,PER 基因再度表現、 PER 蛋白質也就繼續產生。


基因表現 → 蛋白質產生 → 蛋白質回頭抑制基因表現 → 待蛋白質消失後基因再度活躍,這種循環是基因展現節律調控的原因。而這個循環會影響身體的晝夜節律、賀爾蒙分泌、體溫、細胞週期、代謝、免疫功能、消化運作、表觀遺傳學等複雜系統。


調控生理時鐘的「節律基因」很多具有「抑制癌細胞活性」的功效,因此當節律基因表現量被打亂、消除或過度表達時,都會造成細胞癌化的現象。


但是,光照造成的生理時鐘錯亂,增加癌化風險其一卻是不常曝光的胸部。黃雯華指出,當生理時鐘出現問題的時候,人體的免疫力較差,同時會因為細胞(通常都是纖維母細胞)釋放出細胞激素 (cytokine) 等促進發炎的小分子,而使身體趨向半發炎的狀態。


於是,發炎因子會讓乳腺表皮細胞裡面的節律基因 (PER、CRY) 產生變化。目前觀察到明顯的變化就是 PER 基因系列中, PER2 受到抑制。當 PER2 基因的表現往下掉,本來應該要一個接一個整齊排好的乳腺表皮細胞,會開始亂鑽、一層疊一層,並且展現不正常的活動力。


黃雯華認為,發炎因子讓 PER2 表現降低,原本被抑制的癌化基因就開始活動,促使正常的乳腺表皮細胞出現異常的侵襲力,這是促進癌化產生或是增加的機制之一。


儘管實驗室目前進行的研究只是生理時鐘複雜機制中的一小部分,無法解釋、解決所有的問題。但黃雯華強調,不管是人類還是小鼠,體內有 40% 到 50% 的基因表達,都直接或間接地跟生理時鐘的節律基因相關。「生理時鐘一出問題,這些癌化基因表現就會受到影響」黃雯華說。


各器官也有自己的生理時鐘!


大腦是主要的生理時鐘,但體內各器官也有自己的生理時鐘,彼此會交互影響。 圖片來源│iStock 圖說重製│張語辰

大腦是主要的生理時鐘,但體內各器官也有自己的生理時鐘,彼此會交互影響。
圖片來源│iStock 圖說重製│張語辰

 

除了生理時鐘與乳癌的關聯性,黃雯華也指出,身體裡面不同的器官都有屬於自己的生理時鐘。而大腦的生理時鐘,是最主要的生理時鐘 (Master Clock)。

研之有物

研之有物,取音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。編輯群走訪中研院各處,親身採訪研究團隊,再寫成科普報導。帶您直擊研究前線,探究科學和生活的關係。一起永保好奇心,探索這世界!