唾液生物钟基因表达谱分析：非侵入性 circadian rhythm 检测新方法与临床转化潜力

　　本研究通过整合唾液基因表达（ARNTL1/PER2/NR1D1）、激素水平（cortisol/melatonin）及细胞组成数据，开发了基于 TimeTeller 技术的非侵入性 circadian rhythm 检测方案。研究发现 ARNTL1 表达相位与 cortisol 峰值及个体就寝时间显著相关，验证了唾液作为生物钟评估材料的可靠性，为疾病早期预警和 chronotherapy（时间疗法）提供了新工具。

　　

论文解读

生物钟像一位隐形的指挥家，通过核心时钟基因（如 ARNTL1、PER2、NR1D1）的转录-翻译反馈环路，精准调控人体 24 小时生理活动。然而，现代社会的轮班制、跨时区旅行和夜间光照正导致越来越普遍的 circadian rhythm disruption（昼夜节律紊乱），这种紊乱与癌症、代谢综合征和神经退行性疾病密切相关。传统 circadian rhythm 评估依赖血液采样或问卷调查，存在侵入性强、主观偏差大等局限。如何实现便捷、客观的节律监测，成为临床 chronotherapy（时间疗法）和健康管理的核心挑战。

德国柏林夏里特医学院的 Angela Relógio 团队联合多学科研究人员，在《npj Biological Timing and Sleep》发表了一项突破性研究。他们通过 TimeTeller 技术分析 21 名健康志愿者唾液样本中核心时钟基因的表达动态，结合激素检测（cortisol/melatonin）、细胞组成分析和 MEQ-SA（晨昏类型问卷），首次构建了多维度唾液 circadian rhythm 评估体系。研究采用的关键技术包括：1）标准化唾液采集与 RNAprotect 稳定化处理；2）qPCR 定量 ARNTL1/PER2/NR1D1 基因表达；3）PAP 染色法区分唾液上皮细胞/白细胞比例；4）谐波回归模型（harmonic regression）计算基因表达相位与振幅。

研究结果

唾液是评估人类 circadian rhythm 的理想生物材料
通过对比小鼠、狒狒和人类公共数据集，研究者发现 ARNTL1 和 PER2 基因在多种外周组织中相位同步（Supplementary Fig.1），支持唾液作为全身节律监测窗口的可行性。优化后的采样方案（1.5 mL 唾液与 RNAprotect 1:1 混合）可稳定提取高质量 RNA（Supplementary Fig.2）。

细胞组成不影响节律信号
PAP 染色显示唾液中上皮细胞（36%）与白细胞比例稳定（图2a-d），且 L/E 比值与 ARNTL1/PER2 表达无显著相关性（图2e-f），证实基因节律源于细胞内源性时钟而非细胞群体波动。

核心时钟基因呈现个体化节律特征
ARNTL1 表达峰值多集中于 16h 后，而 PER2/NR1D1 峰值早于 12h（图4b）。尽管存在季节性和性别相关差异（Supplementary Fig.5），连续两日检测显示基因表达重复性良好（MAE=0.112，图4a），且振幅与表达均值呈正相关（图3d-f），与小鼠多组织数据规律一致。

基因-激素-行为的多层次关联
ARNTL1 相位与 cortisol 峰值相位负相关（r=-0.75，图5a），两者均与当日就寝时间显著关联（图5c）。PER2 平均表达与 melatonin 水平正相关，但 MEQ 评分与基因表达无显著相关性（图5e），提示主观问卷与分子节律存在脱节。

讨论与意义
该研究首次在唾液这一易获取材料中实现了 circadian rhythm 的多参数整合评估。其创新性体现在：1）证实唾液细胞组成波动不影响节律检测可靠性；2）发现 ARNTL1 作为环境敏感性标志物的潜力（与 cortisol/stress 响应相关）；3）提出 4 个时间点/日的简化采样方案（Supplementary Fig.6），大幅提升临床适用性。

研究为 FASD（胎儿酒精谱系障碍）、代谢综合征等与节律紊乱相关疾病的早期诊断提供了新思路。例如，唾液 ARNTL1 低表达已被报道与肥胖男性代谢异常相关。未来，结合疾病特异性标志物（如癌症相关 clock-controlled genes）的扩展分析，将使 TimeTeller 技术在个性化 chronotherapy 中发挥更大价值。

局限性在于样本量较小（n=21）且未涵盖极端 chronotype 人群。作者团队正在开展帕金森病（CLOCK4PD 研究）和儿童白血病的大规模验证，将进一步明确该技术在病理状态下的应用边界。这项研究标志着非侵入性生物钟检测向临床转化迈出了关键一步，为"时间医学"时代的精准健康管理提供了方法论基础。