冬眠地鼠或能启迪人类医学

因为好奇和喜欢，严军从理论物理转到了对动物生命节律的研究，年复一年琢磨北极地鼠，试图破解它冬眠中的种种秘密—— 冬眠地鼠或能启迪人类医学


　　大自然有冬去春来、花开花谢的物候钟；候鸟迁徙、蛇鼠冬眠……它们身上都藏着定时鸣响的钟，那么人类呢？除了制造出机械钟、氢钟、原子钟这些“身外之物”，人类也有与生俱来的天然的钟吗？中科院-马普学会计算生物学伙伴研究所的严军研究员会告诉你，你的钟就嵌刻在你的基因中，装配在你的身体里。


　　“菜花黄，痴子忙”，这是精神疾病患者体内的“季节钟”敲响了；跨越半个地球去旅行，许多人总要苦熬几个白天瞌睡、黑夜难眠的日子，那是“昼夜钟”在依照惯性发力……谁在给它们“上发条”？它们怎样装配而成？严军被这些谜团深深吸引。


北极地鼠，牵出多少问号


最近，严军翻译出版了一本书，叫《生命的季节》。著者是罗素·福斯特，英国皇家学会会员，他发现了人类眼睛里独立于视觉系统之外的另一种新的感光分子：黑视素；它更古老、更原始，人类即使看不见图像，也可以靠它感知光线，形成昼夜节律。这个发现，奠定了罗素的学术权威地位。

严军说，翻译这本书，纯粹出于兴趣。他想跟更多人分享生命节律的奥妙，而此书堪称深入浅出的集大成之作。也是因为好奇和喜欢，他从理论物理转到了对动物生命节律的研究。

在美国阿拉斯加研究北极地鼠，是严军在北极生物研究所做博士后时的一个重要课题。9月，阿拉斯加北极苔原已是一片白茫茫的冰雪世界，地鼠正处在冬眠前的食欲旺盛期。严军和同事们在地鼠家的洞口放上笼子，笼子里搁几片它们最爱吃的胡萝卜，等上几小时，这些贪吃的小家伙准保上钩。

他们给一部分北极地鼠就地做手术，植入各种传感器，然后放走，次年再去收集数据；另一部分则被带回实验室做手术，然后让它们在低温冰室里冬眠，实时记录地鼠冬眠时的生理参数。

“动物的冬眠现象太神奇了！”严军说，在动物所有的季节性生命节律中，冬眠最令他惊奇：冬眠前，动物的增肥过程似乎照着精密的计划步步推进——到什么日子体重增加到多少，几乎可以精确到“克”；冬眠前吃得那么胖，却不会得糖尿病，而到了春天还能瘦回去；为了节省能量，一些冬眠动物甚至可以关闭身体的免疫系统、生殖系统……如果能破解其中的奥秘，说不定能对人类攻克糖尿病、肥胖，甚至对人类怎么展开太空旅行带来启迪。

冬眠觉醒，神奇中的神奇

神奇中的神奇，是动物冬眠中的觉醒，这是严军最花心思研究的环节。

动物冬眠，并不是一觉睡到春天——每隔数天，它的体温会回升，心跳、呼吸会恢复正常，但这个过程只持续几小时，随后又回到冬眠状态。北极地鼠的觉醒周期大概是2周左右，只要实验室来电话说“地鼠醒了”，不管当时是周末还是半夜，哪怕圣诞节，严军也要在最短时间内赶去，及时做各种实验。

“我们用远红外探测仪观察开始觉醒的地鼠，发现它的背部最先发热，接着脑部体温恢复，再扩展到身体。”他说，后来解剖发现，地鼠背部有一种奇特的棕色脂肪；与白色普通脂肪不同，棕色脂肪细胞中满是有着“能量工厂”之称的线粒体，能非常迅速地燃烧脂肪、产生热量。

但它的觉醒，仅限于上半身的一些重要器官，血流不会流向身体其他部位。严军解释，细胞为适应缺氧、缺血的冬眠状态，会作出许多调整，如果骤然接触血液携带的大量氧气，就会产生很多有毒的过氧化物，结果细胞被杀死。医学家把这个过程称为“缺血回填”，其对器官损伤严重，一直是器官移植中的一大难题——“这让我们想到，北极地鼠那些经历觉醒的器官中有怎样的保护机制，使它们不怕缺血回填？”