光是影響生物節律最重要的環境因子，通過改變光照時間來模擬時差，是生物鐘領域最常用的誘導晝夜紊亂的手段🧔🏻♂️。然而👬🏻，傳統研究主要關註的時差方向和大小（如+6時差可代表開關燈時間提前6小時）只能明確時差前後的晝夜時間，並不能明確時差設定當天的具體程序👨🏿🔧，而不同程序對機體的影響是否存在差異💆🏽♀️，尚不清楚👖。這個容易被忽略的細節變化可能會給實驗結果（如對時差適應性的評估）帶來一定的不確定性，這是生物鐘領域非常基礎卻從未被觸及的重要問題。
2024年10月14日，生物鐘基礎與應用團隊負責人楊光銳教授與華東師範大學陳麗紅教授團隊合作🌋，在生物鐘專業期刊Journal of Pineal Research（中科院1區）發表題為“Differential Effects of Light and Dark Phase Modifications on Jet Lag Adaptability in Mice”的成果，對上述問題進行了深入探討。研究首次提出“L型時差”與“D型時差”的概念🥼，分別代表時差當天晝長夜短及晝短夜長的兩種程序（常見的時差程序均存在晝夜不等長的情形），並提出了緩解生物鐘紊亂的新策略。聯合培養博士生馬常嘯為論文的第一作者，楊光銳教授與陳麗紅教授為論文的共同通訊作者。
該研究首先對小鼠進行L/D兩種類型的12小時時差（12L vs. 12D）及±6時差（+6L vs. +6D, -6L vs. -6D）處理。結果顯示，L型時差處理的小鼠在行為節律和體溫節律的調整速度上明顯快於D型時差處理組；通過對時差敏感的敗血症模型小鼠進行研究😌，發現L型時差處理的小鼠展現出更好的健康狀況。隨後，研究人員對+8，9，10，11時差進行了更廣泛的探索，進一步明確了小鼠更易於適應L型時差的處理。在機製研究中✍🏼，發現L型時差延長了小鼠的睡眠時間，這可能是加快其適應速度及減輕健康損害的關鍵🌉。當通過睡眠剝奪實驗消除L型與D型時差小鼠睡眠時長的差異後😟，兩組小鼠在適應性和健康方面的差異也隨之消失，進一步證明了睡眠在緩解生物鐘紊亂中的重要作用♦️。
這項工作不僅為理解晝夜節律的適應機製提供了新的理論支持👱🏽，還提出了通過光照與睡眠管理緩解時差問題的非藥物幹預新思路。此外，當前生物鐘領域中🏃♂️➡️，人工時差模型在燈光程序設定上缺乏統一的標準🖲，本研究通過引入“L/D型時差”這一新概念🙇🏻，強調了光照設定程序的多樣性對實驗結果的顯著影響👨🏻🎓，為時差研究的規範化提供了重要的理論基礎。
這是該合作團隊繼今年5月在同名雜誌發表關於生物鐘紊亂與慢性腎臟疾病發生發展關系的成果“Circadian light/dark cycle reversal exacerbates the progression of chronic kidney disease in mice”後的另一項重要發現。
上述研究得到了國家自然科學基金和科技部重點研發計劃重點專項的基金支持🦸🏼。