唐仕波教授团队：昼夜节律改变可以影响视觉功能！
近日，眼科学领域国际期刊《Experimental Eye Research》（IF=3.0）在线发表了中南大学爱尔眼科学院院长、爱尔眼科研究所所长唐仕波教授及其研究团队成员陈建苏教授、王志洁博士等题为“小鼠视网膜转录组学的昼夜节律性特征”的研究论文。该研究发现了小鼠视网膜内大量的基因表达（10.26%）呈现昼夜节律性波动的特征；根据表达特征，这些节律基因可分为4类，每一类基因具有不同的生物学功能；在晚上，能量代谢及糖酵解相关的基因表达量更高，同时低氧相关的细胞反应和通路在晚上活性更强；而在白天，参与光感受器纤毛构成和组成的基因表达水平更高。这对我们认识视网膜功能、视网膜动态变化，及昼夜节律紊乱可能对视网膜的影响提供了新的思路。
人体的许多生理学功能，如活动、体温、激素的分泌等，都呈现出24h周期的节律性变化。维持生理学功能的节律性，主要依靠机体内在的生物钟和外界环境因素。光照是其中最重要的外界环境因素，经由视网膜感知从而人体的内在生物钟节律与外界光照信息同步，可见视网膜对于人体的生理学功能的节律性的维持至关重要。同时，视网膜的光敏感性、电活动、光感受器外节的更新等生理功能也呈现24h的周期性改变。
而随着现代社会进步、工业化进程的进一步加强，人们的昼夜节律受到了多方面的挑战。睡眠是影响昼夜节律的一项重要因素，根据最新的数据显示，在中国成年男性中睡眠质量差和睡眠时间短（<7h）的人群比例分别为16.9%和4.4%。根据过去几十年的统计，全球所有年龄段的轮班工作人群呈上升趋势，估计占整个劳动人群的20%。其总人数已近7亿，工业化国家中轮班工作者占总劳动人口比例更是达到20~25%，轮班工作者的睡眠、饮食、光照等因素都存在明显的紊乱。随着电子设备的普及，人们经常会在晚上使用电子设备（智能手机、平板电脑等）。根据调查，30岁以下的人群中有96%会在睡前1h内使用电子设备。在青年人睡前习惯调查中也显示，睡前使用手机的时长平均在 45 min ，且多数是在没有环境照明的情况下。已有研究表明，使用自发光的电子设备与夜间睡眠质量受损有直接关系。可见，昼夜节律紊乱是当今社会不可忽视的影响健康的重要因素。
唐仕波教授一直致力于视网膜病变的基础及临床研究，在国际国内发表多篇关于视网膜病变病理机制的高水平研究论文。最近，为进一步了解小鼠视网膜基因表达的节律性特征，唐教授的博士研究生王志洁在动物实验中开展了相关研究。通过在24h每隔4h进行采样，利用高通量转录组学技术，发现小鼠视网膜内大量的基因表达呈现节律性，约占全部基因的10.26%。按照其不同的表达特征，大致可分为四类，如下图所示，每一类的基因表达都有不同的峰值和谷值。对每类基因的功能进行分析，发现在晚上相对高表达的基因其功能主要集中在能量代谢、糖酵解，以及低氧相关的细胞反应和通路上。而在白天相对高表达的基因集中在DNA修复、光感受器外节纤毛的组装和构成、核糖体的生成等相关功能。与此同时，视网膜相关疾病的重要治疗靶点-内皮细胞伸展因子VEGF，也呈现节律性表达的特征。
该研究详细阐述了小鼠视网膜内基因表达和相关生理功能的节律性特征，其结果对于我们理解视网膜日常功能的维持具有重要意义，以及为后续进一步研究节律紊乱状态下视网膜功能异常乃至疾病的发生提供了基础。
