作者:冯丽妃 来源: 中国科学报 发布时间:2023-11-30
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长期熬夜小心触发细胞因子“龙卷风”

 

本报讯(记者冯丽妃)北京生命科学研究所研究员张二荃团队与合作者在一项新研究中发现,长期睡眠剥夺会触发危及小鼠生命的细胞因子风暴,并阐明了背后的机制。相关研究近日发表于《细胞》。

所有动物都需要睡眠或表现出某种形式的睡眠行为,人类有将近1/3的时间是在睡眠中度过的,但睡眠调节免疫的详细机制,以及睡眠不足如何造成不良健康影响尚未被阐明。

在许多小鼠睡眠剥夺实验方法中,传统方式不能长时间有效地抑制小鼠睡眠,因为动物具有一种内稳态机制,在最初的睡眠剥夺后会驱动强劲的恢复程序。为此,研究人员开发了一种叫作CPW的小鼠睡眠剥夺系统。该系统能在长时间尺度(大于4天)内显著消耗小鼠的快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠,使小鼠在96%的时间里保持清醒。这样,研究人员就能够观察长期睡眠剥夺带来的后果。

研究发现,小鼠肠道中活性氧的积累与睡眠剥夺后免疫反应强度有关,这表明活性氧的产生是睡眠剥夺导致的免疫激活的结果,而非原因。此外,使用抗氧化剂清除肠道中积累的活性氧,并不能减少睡眠剥夺对小鼠的致死作用。这些结果表明,在小鼠中,睡眠剥夺导致的死亡与肠道中的活性氧无关。

进一步的研究显示,长时间睡眠剥夺的小鼠表现出严重的全身炎症,约80%死亡。这些全身炎症以细胞因子风暴样症状为特征,伴有多器官功能障碍综合征、多种促炎细胞因子的上调和循环中性粒细胞的积累。

研究人员分析发现,睡眠剥夺诱导前列腺素D2(PGD2)在大脑内积累,随后ABCC4转运蛋白介导的脑源性PGD2外排穿过血脑屏障,过量产生促炎细胞因子,最终导致细胞因子风暴样表型和多器官功能障碍综合征。通过药理学或遗传学阻断PGD2受体(DP1)轴,可显著减少睡眠剥夺诱发的炎症。

该研究为了解睡眠剥夺驱动其他不利健康影响的机制,以及睡眠如何与其他生物过程相互作用奠定了基础。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.025

《中国科学报》 (2023-11-30 第1版 要闻)
 
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