松果腺素不僅可以調節睡眠，而且還有抗炎解毒的功效。最近，在全省科學技術獎勵大會上，安徽醫科大學完成的科研成果——《松果腺素的抗炎和抗凋亡作用機制》，獲得2017年度安徽省自然科學一等獎，成為全年度僅有的3個自然科學一等獎之一。松果腺素是什麼，有哪些奇特的效應？記者日前深入安醫大採訪公共衛生學院教授徐德祥，為你撩開松果腺素神秘的面紗。
松果腺被稱為「生命時鐘」。（資料圖片）
松果腺素跟松果有何關係，是從松果中提取的東西嗎？很多人第一次看到這一名詞，心中可能會有這些疑問。作為《松果腺素的抗炎和抗凋亡作用機制》項目的主要負責人，徐德祥教授首先給大家科普了一下：松果腺素又稱褪黑素，是大腦中的松果腺夜間分泌的吲哚雜環類化合物。松果腺位於大腦的中心位置，因外形類似石松球果內的松子而得名。
松果腺是人體「生物鐘」的調控中心，生物鐘的精準是跟人體內松果腺素多少相關。隨著年齡的增長，松果腺萎縮直至鈣化，造成松果腺素分泌節律性減弱或消失，特別是40歲以後，體內自身分泌的松果腺素明顯下降，就會導致人體生物鐘越來越不準確，對外部環境變化的適應能力越來越弱。「松果腺素一般是夜間分泌，光線一照射，松果腺就會停止分泌。」徐德祥介紹，松果腺素通過調節中樞生物鐘和外周生物鐘，來調節機體的生物節律。比如，人體的光照/黑暗周期、休息/運動周期、飢餓/進食周期等，都受到松果腺素的調控。
去年10月2日，2017年諾貝爾生理學或醫學獎公布，美國科學家傑弗裡·霍爾、麥可·羅斯巴什、麥可·揚因「發現控制生理節律的分子機制」而獲獎。眾所周知，包括人類在內的許多生物都有內在的生物鐘，但對生物鐘工作原理長期不清楚。3位美國科學家在研究生物鐘運行分子機制方面的成就，解釋了許多動植物和人類是如何讓生物節律適應隨地球自轉而來的晝夜變換。「人體大腦內松果腺分泌的松果腺素，可能影響人的晝夜節律，被廣泛用於調節時差和改善睡眠。」麥可·揚因說，對於人體節律的這些發現，正在為個性化醫療提供可能。
「對於松果腺素的研究，過去更多關注其在睡眠和生物節律調節方面的作用。」徐德祥介紹，他們團隊從2003年開始，在國家自然科學基金的資助下，就開始關注松果腺素的抗炎和解毒作用。有研究成果顯示，機體免疫炎性反應和藥物、毒物敏感性存在晝夜節律差異，但機制不明。經過15年的努力，他們初步闡明了松果腺素抗細胞應激機制在其抗炎和抗凋亡中的作用。
細胞損傷、細胞凋亡、炎症產生……通常來說，人體患病都會有這樣的一個過程。松果腺素在抗炎和抗凋亡方面，具體有哪些作用？在安醫大公共衛生學院辦公室，徐德祥娓娓道來。
「我們在生殖細胞、肝細胞、胎盤細胞等實驗中，均發現松果腺素的抗凋亡作用。」徐德祥介紹。當前，由於重金屬中毒，男性不育的現象時有發生。比如，重金屬鎘中毒會引起產生精子的生殖細胞凋亡，精子數少了就會引起不育。徐德祥團隊在實驗中選擇了一種鎘模型，通過外源供給松果腺素，發現可以抑制睪丸生殖細胞凋亡，這種抑制作用通過抗內質網應激機制實現。肝臟細胞凋亡後會產生一些垃圾，機體啟動免疫系統清掃垃圾時，又會釋放很多炎性因子碰壞正常肝細胞。他們建立的另外一種模型發現，松果腺素可以通過抗炎和抗氧化應激機制抑制肝細胞凋亡。
安徽醫科大學公共衛生學院教授徐德祥在實驗室指導學生。
在抗炎和改善代謝紊亂等方面，松果腺素也有重要表現。徐德祥介紹，他們先是發現松果腺素可以抑制肝臟的炎症，後來又發現可以抑制胎盤的炎症。研究成果顯示，炎症可以引起胎兒發育遲緩和發育不良。他們團隊通過建立專門的細菌脂多糖模型，發現松果腺素對羊水的炎性因子作用很明顯，也就是說具有明顯的抗炎作用，並且弄清楚了抗炎的機制，對於今後研發沒有副作用的抗炎藥具有指導意義。在代謝方面，他們研究發現肝臟一旦有炎症後，一類重要的P450酶數量會下降，從而引起代謝紊亂，松果腺素則可以逆轉P450酶下降趨勢，從而改善代謝功能。
「松果腺素的抗炎和抗凋亡作用機制，我們關注得較早，出的成果也相對較多。」徐德祥介紹，他們的獲獎成果系統地研究了松果腺素對毒物誘發細胞凋亡和炎性信號的拮抗效應，深入探討了松果腺素抗細胞應急機制在其拮抗細胞凋亡和炎性信號中的作用，部分解釋為何機體免疫炎性反應和藥物、毒物敏感性存在晝夜節律差異。
目前，徐德祥團隊的8篇代表性論文中，7篇發表在松果腺素領域最權威期刊《松果腺研究雜誌》。美國埃默裡大學教授Aitken AE在評論時認為，他們的研究成果闡釋了炎症狀態下機體藥物和毒物代謝功能低下的機制和預防對策。德國哥廷根大學教授Hardeland R認同他們提出的松果腺素通過抗氧化應激機制發揮其抗炎作用，並認為該研究闡釋了松果腺素抗炎作用的新機制。
「目前，我們的研究還是初步的、粗糙的，只是揭開了松果腺素的冰山一角，探尋生物節律的秘密，還需要走很長的一段路。」徐德祥說，松果腺素到底有哪些作用，其作用機理是什麼，還有很多地方沒有搞清楚，因此還有很大的提升空間，需要進一步深入研究，才能揭示松果腺素更多的秘密。
安徽醫科大學公共衛生學院教授徐德祥在實驗室工作。
一般來說，到了夜晚，人一閉上眼睛，大腦中的松果腺分泌松果腺素增多，可以幫助人安然入睡，但在白天松果腺素分泌減少，又讓人以飽滿的精力去工作。而且，松果腺素還能調整時差、紓解壓力、解決情緒失調，並且是一種很強的抗氧化物。過去，眾多的研究成果顯示，松果腺素是通過調節睡眠，來影響生物鐘裡的體溫調節、脂質生成、血糖穩定等生物節律。到底是不是這樣呢？「今後，我們想通過實驗和研究，努力來驗證我們另外的猜想——松果腺素也許可以直接調節一些生物節律，而不用通過調節睡眠來影響生物鐘。」徐德祥表示。
如果人們不按生物時鐘作息、生活和工作時，工作效率會很低，而且還會患病，當今的富貴病之——糖尿病就被發現與生物時鐘有關。生物節律紊亂容易導致生病，這一觀點得到了學界的普通認可。徐德祥團隊還將結合松果腺素，來研究節律紊亂與機體對毒物敏感性的關係，從而為一些生物節律紊亂的人提供治療對策，進一步拓展松果腺素的生理作用範圍和藥理作用價值。
「科學研究需要沉澱，不能太功利、太浮躁，必須沉下心來，坐得住冷板凳才可能取得更多意想不到的突破。」對於如何做科研，徐德祥呼籲做學問要有一種平和、健康的心態，還要注重合作和集體作戰，「單打獨鬥也許能取得一些成果，但未必能持續，集體作戰力量更大，既能實現優勢互補，又能相互交流，碰撞出更多思想的火花。」
記者 桂運安
本期編輯 馬珺