近日，我校生命科學與技術學院錢民先/王中原團隊在國際一流期刊Nature Metabolism（IF 18.9）發表了題為The hepatic clock synergizes with HIF-1α to regulate nucleotide availability during liver damage repair的研究論文。我校錢民先、王中原、深圳大學劉寶華教授為共同通訊作者，中國藥科大學為第一通訊單位。我校2021級博士生彭琳媛、2023級博士生向思靚為文本共同第一作者，中國藥科大學為第一單位。
生物節律鐘控制細胞內包括細胞周期、DNA修復、能量代謝等重要生命進程，與衰老關系密切。在機體應對組織損傷和修復時，核苷酸含量的適應性調節機制尚不清楚。這項研究揭示了肝臟內部生物鐘控制著磷酸戊糖途徑（Pentose Phosphate Pathway, PPP）的節律性波動，并通過調整PPP活性以滿足肝損傷修復過程中對核苷酸從頭合成的需求。采用代謝組、代謝流和類器官等實驗分析，證實了磷酸戊糖途徑（PPP），而非糖酵解（glycolysis），是肝臟再生所必需。有趣的是，間歇性禁食后再進行肝切，肝細胞內G6PD表達顯著性提升肝臟的再生能力顯著增強，這提示術前間歇性禁食可能有助于肝腫瘤病人肝切除術后的肝臟恢復。
鑒于PPP代謝產物NADPH和5-磷酸核糖分別是抗氧化劑和核苷酸合成的重要原料，全身性BMAL1敲除小鼠表現基因組不穩定性和過早衰老癥狀。研究表明核苷酸含量失調導致BMAL1敲除小鼠肝臟再生障礙、DNA損傷累積和細胞衰老。未能修復的DNA激活了胞內cGAS-STING信號通路，誘發了衰老相關分泌表型和炎癥浸潤。這項研究凸顯了生物節律鐘在促進組織再生以及緩解與衰老相關的慢性疾病中的關鍵作用，為對抗年齡相關疾病提供新的靶標和治療策略。
團隊聚焦衰老及老年相關慢性疾病的機制研究，并探索靶向清除衰老細胞的疾病干預策略。自2021年加入中國藥科大學以來，研究成果在Nature Metabolism (2025), Cell Reports（2024a, 2024b）、Redox Biology（2024）等學科頂尖及以上期刊發表，為年齡相關慢性疾病提供干預新靶點和防治新思路。
該研究工作得到了國家自然科學基金優秀青年基金項目（No. 82022025）、國家重點研發計劃（2022YFC2303200, 2023YFA1801900），國家自然科學基金面上項目（No. 91949124，82271602，32071259），江蘇省雙創團隊（2023）和多靶標天然藥物全國重點實驗室資助項目（SKLNMZZ2024JS39）等的支持。
生物節律鐘影響肝臟再生和衰老的機制示意圖
原文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s42255-024-01184-8
https://doi.org/10.1016/j.redox.2024.103419
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114662
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114003
（供稿單位：生命科學與技術學院，撰寫人：姚嘉儀，審稿人：劉帆）
