睡眠剥夺与免疫系统：长时间研究揭示的重要机制

在今年的Cell杂志评选的Best of Cell 2024中，12篇突破性研究论文被挑选出，这些研究揭示了长期以来悬而未决的科学问题，并显示了更深入的意义。在这12项研究中，有6项运用了单细胞和空间组学技术，百奥智汇将通过一系列报道为大家展示这些技术的力量。

研究背景

睡眠对大多数动物的生存至关重要，并在免疫调节、认知表现和代谢中发挥关键作用。长期的睡眠剥夺会导致多种模式动物的早逝，这可能与肠道中的活性氧（ROS）积累密切相关。此外，睡眠不足还会引发多种健康问题，包括感染风险增高、慢性炎症性疾病及代谢失调等。然而，睡眠如何影响免疫系统以及睡眠不足的机制仍未完全阐明。

研究思路与方法

本研究创新性地开发了一种小鼠睡眠剥夺模型——“水式卷曲预防法”（CPW），旨在研究长期睡眠剥夺对生理和内在变化的影响。通过EEG/EMG监测，研究确认该范式能有效剥夺小鼠睡眠，且不产生过度的应激反应或影响代谢稳态。

研究结论

研究结果显示，CPW范式使小鼠在96%的时间内保持清醒，导致约80%的小鼠在4天内死亡。这种睡眠剥夺提升了鼠脑中前列腺素D2（PGD2）的水平，通过血脑屏障的转运引发中性粒细胞的积累以及细胞因子风暴。阻断PGD2/DP1通路能够显著降低由睡眠剥夺引发的炎症反应。

研究结果概览

在对睡眠剥夺小鼠的各项病理检查中发现，多个器官（如肝脏、脾脏和肺部）均出现损伤，且血清中的丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）和尿素水平显著升高，表明存在多器官功能障碍综合征（MODS）。RNA测序分析发现，睡眠剥夺增强了促炎细胞因子的产生，进而改变了白细胞的转录组。单细胞RNA测序进一步揭示中性粒细胞和单核细胞在睡眠剥夺后有显著的转录变化，显示出它们对睡眠剥夺的独特响应。

研究意义

本研究阐释了睡眠剥夺如何通过影响中枢神经系统中的PGD2水平，驱动外周免疫系统的严重病理变化。这一发现为理解睡眠与免疫系统间的相互作用提供了新机制，也对开发治疗睡眠相关疾病的策略具有重要意义。

百奥锐评

尽管CPW方法有效，但仍需注意其对小鼠可能造成的心理压力，这可能对实验结果产生影响。此外，当前研究主要集中在短期睡眠剥夺的影响，而长期效应研究仍显不足。需要谨慎将小鼠模型的发现应用于人类，因为其生理和免疫系统存在显著差异。

通过这样的研究，尊龙凯时致力于推动生物医疗领域的创新，探索睡眠与免疫的密切关联，以期为人类健康的持续发展提供新的视角和解决方案。