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机体的生理功能、生化代谢、行为改变等均表现昼夜节律现象。这种节律的紊乱可导致多种疾病,如飞行跨越不同地理时区的时差反应、昼夜轮班制作业引起的睡眠障碍、激素分泌异常诱发的代谢失调与提前衰老、特殊节律缺陷导致的神经精神疾病等。揭示昼夜节律的发生原因和调节机制,对解释正常机体的生理、生化和行为现象以及因昼夜节律紊乱而引发的病理生理过程,乃至提出相应的防治措施等都有重要的理论意义和应用价值。调控昼夜节律的生物钟包括中枢钟组织视交叉上核(Suprachiasmatic nucleus, SCN)、松果体(Pineal gland, PG)和各种外周钟组织。其分子机制是在钟输入信号的作用下,若干钟基因、钟相关基因和钟控基因及其蛋白产物通过转录—翻译—翻译后事件的相互衔接,组成钟振荡器的自身调控反馈环路,实现钟信号的精确输出。作为重要的钟基因,Clock和Bmal1主要表达于SCN、松果体和视网膜,可编码具有碱性螺旋—环—螺旋(base helix-loop-helix, bHLH)以及PAS( PER-ASNT-SIM )结构域家族的转录因子,互为配体的共同产物—CLOCK:BMAL1蛋白在细胞核内形成杂二聚体,作为正向调节子与下游钟基因Per(Period)、Cry(cryptochromes)或tim (timeless)启动子区的E-box元件结合,激活这些基因的转录和翻译。有关哺乳类中枢不同部位钟基因Clock和Bmal1昼夜表达规律的研究,已有报道。而外周钟组织尤其是人类外周淋巴细胞Clock和Bmal1的昼夜节律性表达及其光反应性还不清楚,这正是本研究所要探讨的内容。目的:探讨成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的昼夜节律性定量表达规律,旨在进一步解析外周免疫钟运行的分子调控机制。方法:10名健康男性志愿者,年龄24～30岁,平均25岁。预先在昼夜节律模式条件(自然光制,16 h-light : 8 h-dark cycle, LD)下生活1周:室温25±1 oC,起床时间:7:00,睡眠时间(无光照期):23:00～7:00,早餐时间:7:30～8:00,午餐时间:11:30～12:00,晚餐时间:5:00～6:00;睡眠时光照强度<0.1 Lux;受试者自由饮水,无烟酒嗜好,日常活动和饮食成分基本一致。随后在一昼夜内每隔4 h抽取各受试者外周血6 ml,分离淋巴细胞,提取总RNA,逆转录为cDNA,采用实时荧光定量PCR方法,测定不同昼夜时点(zeitgeber time,ZT,共6个,每个时点n=10)样品中Clock和Bmal1基因的mRNA表达量,并以溶解曲线和凝胶电泳条带加以验证,通过余弦法和Clock Lab软件获取节律参数,并经振幅检验分析是否存在昼夜节律。结果:1. LD(16:8)光制下,正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的mRNA转录呈现明显的昼夜节律性振荡(振幅F检验,P<0.05);2. Clock基因的峰值相位-161.70±17.36,表达振幅3.08±1.38,中值11.70±1.58,峰值和谷值时间分别位于ZT13和ZT1,峰值相与谷值相mRNA水平分别为14.77±1.26和8.63±2.67;3. Bmal1基因的峰值相位-177.55±23.48,表达振幅2.67±1.23,中值5.50±1.52,峰值和谷值时间分别位于ZT12和ZT24,峰值相与谷值相mRNA水平分别为8.16±2.67和2.83±0.71;4. LD(16:8)光制下,人外周血淋巴细胞Bmal1基因在不同昼夜时点的表达水平较Clock基因降低(P<0.05),两个基因转录的峰值相位、振幅、峰值时间和谷值时间相一致(P>0.05),而Bmal1基因转录的中值水平以及峰值相的mRNA水平和谷值相的mRNA水平降低(P<0.05)。结论:1. LD(16:8)光制下,成年人外周血淋巴细胞生物钟基因Clock和Bmal1的转录振荡具有明显的昼夜节律性,Clock基因转录的峰值和谷值时间分别位于ZT13和ZT1,Bmal1基因的峰值和谷值时间分别位于ZT12和ZT24;2. LD(16:8)光制下,人外周血淋巴细胞生物钟基因Clock和Bmal1昼夜节律性表达的峰值相位、振幅、峰值时间和谷值时间相一致,二者存在同步化的昼夜节律性转录特征;3. LD(16:8)光制下,人外周血淋巴细胞Bmal1基因不同昼夜时点的表达水平、中值、以及峰值相的mRNA水平和谷值相的mRNA水平较Clock基因的降低。