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在哺乳动物中，昼夜节律系统控制着各种生理过程，以在每天24小时的周期内维持新陈代谢、行为和免疫功能。尽管节律性活动是由下丘脑中的细胞自主核心时钟驱动的，但它会受到外部线索的影响，例如环境照明条件。夜间暴露于人造光（ALAN）会导致昼夜节律紊乱，因此与现代社会文明病的发生增加有关。 此外，昼夜节律的改变和免疫反应的失调（包括炎症小体激活）是神经退行性疾病的常见特征，包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病。尽管有证据表明海马体中的炎症小体是由压力激活的，但昼夜节律紊乱对炎症小体激活的直接影响仍然知之甚少。在本研究中，作者旨在分析暴露于恒定光（LL）是否会影响小鼠海马体中炎症小体的激活。除了昼夜节律能力下降和运动活动减少外，还发现暴露于LL的小鼠海马中caspase 1显著升高。没有发现炎症小体引发或前白细胞介素裂解的标志。这些发现表明，严重的昼夜节律紊乱会导致“准备启动”炎症小体的组装，这可能使大脑更容易受到额外的厌恶刺激。
图一 恒定的光会扰乱行为的昼夜节律，但不会影响不同白细胞亚群的体重增加比例 小鼠适应10天后，对照组维持在LD条件下，而实验组暴露在LL条件下14天。在LD或LL实验阶段连续记录小鼠的自发运动活动。在LD下的行为节律明显短于在LL条件下。所有LL下的小鼠均被归类为“节律性”小鼠。与LD相比，LL下的小鼠节律强度明显较低。此外，在LL下的小鼠中，总活性显著低于 LD下的小鼠，最终体重增加没有不同。
图二 恒定光照不影响不同白细胞亚群的比例 作者接下来分析白细胞组成作为应激和一般炎症反应的标志，没有发现LD 和LL之间的中性粒细胞、单核细胞或淋巴细胞百分比存在显著差异。由于百分比非常低（<1%），因此未对嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞进行统计分析。
图三 持续光照两周后神经胶质细胞轻度活化 接触 LL会影响神经胶质细胞的激活，为了响应危险信号神经胶质细胞会采取激活的表型，导致形态变化并释放促炎介质。因此，使用各自的标记IBA1 和GFAP研究了小胶质细胞/巨噬细胞和星形胶质细胞。两种胶质标记物的MFI 在LL中均略有增加，但只有IBA1被发现存在显著差异。然而，两组的mRNA 水平和蛋白质浓度相似。此外，通过分析M1标记一氧化氮合酶 2 (NOS2)和M2 标记精氨酸1(ARG1)的比率，并研究了小胶质细胞M1/M2状态的变化。由于ARG1和NOS2竞争相同的底物 L-精氨酸，这些标记的转录比率的变化可以表明M1或M2出现极化。
图四 LL下小鼠中炎性体成分的转录水平仅受到较小影响 为了响应PAMP/DAMP炎性复合物在细胞质中组装，对于某些炎症小体，例如NLRP3，需要包括启动和激活的两步过程。为了评估炎症小体的引发和激活，作者进行了rtPCR和蛋白质印迹分析。LL组中mRNA中的AIM2相对水平显著降低。未检测到PRR NLRP1b、NLRP3和NLRC4、ASC或白细胞介素IL1b和IL18的mRNA水平存在差异。
图五 LL实验后活性caspase 1的蛋白浓度显著升高 接下来使用蛋白质印迹研究了LL对炎性体蛋白水平的影响。LL组中裂解的caspase 1水平显著较高。裂解的caspase 1前体的相对水平没有差异。LL小鼠中ASC的相对蛋白水平降低。炎症小体传感器蛋白NLRP1、NLRP3、NLRC4和AIM2的蛋白水平在两组之间没有显著差异。
图六 NF-B、IL1和IL18的蛋白质水平不受恒定光的影响 在最后一步中，作者分析了转录因子NF-κB和细胞因子（包括IL1和IL18）的磷酸化。LD和LL之间磷酸化NF-κB亚基 p65、细胞因子前体pro-IL1、pro-IL-8或裂解IL18的水平没有差异。 总之，恒定光诱导的急性昼夜节律紊乱可以感知先天免疫系统，从而促进炎症小体组装和炎症小体效应器caspase 1的裂解。NF-κB缺乏对IL前体的转录激活，通常随后是细胞因子加工增加表明启动效率低下。再加上额外的有害刺激，活跃的“准备启动”炎症体平台可能会促进促炎细胞因子的产生，从而可能使大脑更容易受到炎症、衰老和神经退行性疾病的影响。  https://www./2073-4409/12/14/1836  特别鸣谢 |
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