科學(xué)家們在皮膚干細胞中研究了晝夜節(jié)律的作用，發(fā)現(xiàn)生物鐘在日常代謝循環(huán)和細胞分裂中起到了關(guān)鍵的調(diào)控作用。生物鐘可以保護正在分裂的干細胞，避免代謝生成的氧自由基對它們造成損傷。而打破生物鐘的同步性會加速皮膚衰老和癌癥發(fā)展。

表皮是皮膚zui外層的保護屏障，由壽命很長的干細胞進行維持和修復(fù)。科學(xué)家對表皮進行了深入研究，向人們展示了機體晝夜節(jié)律為干細胞提供的支持和保護。

*，生物鐘對睡眠、進食行為和機體代謝有著重要的影響。但科學(xué)家們并不清楚生物鐘是否能夠調(diào)控干細胞的功能。為此，使用靈敏的非侵入性技術(shù)，在活體小鼠中對代謝和生物鐘之間的關(guān)系進行了單細胞水平的研究。

研究人員通過雙光子激發(fā)和熒光壽命成像顯微鏡，檢測了單細胞在天然微環(huán)境中的代謝狀態(tài)。生物鐘調(diào)節(jié)著干細胞的一種中間代謝——氧化磷酸化。這種代謝生成的氧自由基會損害DNA和其他細胞成分。實際上有一種理論認為，這種氧自由基造成的損傷在干細胞中累積，就是引起衰老的原因。

研究顯示，干細胞的生物鐘能改變細胞分裂的時間，讓對DNA損傷zui敏感的階段避開氧化磷酸化活性zui高的時期。在干細胞的增殖過程中，生物鐘將氧化磷酸化、糖酵解和DNA合成活性協(xié)調(diào)起來，形成了一個至關(guān)重要的保護機制。

在此之前，已經(jīng)有動物研究將衰老與晝夜節(jié)律起來。可能是干細胞代謝與增殖循環(huán)不同步加速了衰老。這項小鼠研究對于現(xiàn)代社會很有意義，如今生物鐘被破壞已經(jīng)成了很普遍的現(xiàn)象。值得注意的是，這種破壞很可能使干細胞功能出現(xiàn)異常進而加速衰老。