密歇根大学研究人员开发出一个数学模型，揭示了人体昼夜节律如何显著影响药物与身体的相互作用机制。
该研究成果可帮助医生通过将药物剂量与患者自然生物钟同步，实现最佳治疗效果。此项工作部分获得联邦多学科大学研究计划项目的资助。
"这些发现为时间治疗学提供了机制基础——通过考虑昼夜节律时间来优化药物疗效，"该研究作者、密歇根大学数学系本科生研究员姚天勇(Tianyong Yao)表示。"这有望改善注意力缺陷多动障碍(ADHD)、抑郁症和疲劳等症状的治疗效果。"
发表在《PLOS计算生物学》期刊上的这项研究聚焦于多巴胺再摄取抑制剂(DRIs)类药物，该类药物用于治疗嗜睡症和抑郁症。但该模型可推广至其他用于调节多巴胺的药物，多巴胺是帮助神经元相互交流的重要化学物质。除姚天勇提及的疾病外，此类药物还可用于辅助管理成瘾和帕金森病。
"我们的数学模型表明，在身体自然多巴胺水平上升前数小时服用DRIs有助于延长治疗效果，"密歇根医学院博士后研究员、资深作者金Ruby(Ruby Kim)表示。
金和姚利用治疗嗜睡症的药物莫达非尼(modafinil)数据构建了该模型。姚表示，基于此模型，医生现在可预测具有相似作用机制药物的剂量与给药时间影响。
"我们能分析更普遍的情况，考虑多种剂量时间与浓度的组合方案，"姚表示。该模型可帮助医生为患者锁定最具前景的治疗方案。
金强调，该模型不会取代实验或临床试验，但能有效指导相关研究。
"多巴胺水平在一天中波动显著，但鲜有实验研究关注给药时段的影响，"她指出。"我们的研究表明必须充分考虑这些影响。"
人体多巴胺水平随昼夜自然变化，这与特定蛋白质活性相关，而蛋白质活性又受昼夜节律调控。研究团队证实，莫达非尼效果会因服药是否符合节律而显著不同。
"在错误时段服用莫达非尼会引发多巴胺水平急剧飙升后崩溃，而在正确昼夜节律窗口期给药则能更持久维持多巴胺水平，"姚表示。
该模型还助力研究团队深入探究莫达非尼与另一影响多巴胺水平的自然节律间的相互作用。这种每日循环多次而非仅一次的节律，被称为超昼夜节律(ultradian rhythm)。
姚指出，多巴胺的超昼夜节律是在近10至15年内于哺乳动物中发现的。其作用机制尚未完全阐明，但团队模型显示DRIs能延长该节律的每个周期，这将为解决这一基础生物学问题提供关键信息。
"百年前人类尚不理解昼夜节律，但通过积累证据提出了假设，"姚表示。"当前我们对超昼夜节律的研究正处于类似阶段。"
【全文结束】
