深度解读睡眠：新研究成果揭秘预防与治疗策略
睡眠是一种自然和可逆的状态，主要由神经生物学过程控制，是维持健康所必需的人类生活的生理部分。睡眠对身体有多方面的影响，它减少能量消耗，增加大脑中能量储存的恢复，调节适应性和先天性免疫反应，并有助于巩固记忆。睡眠质量受多种因素的影响，如饮食、体力活动、遗传和环境因素等。睡眠障碍是一种非常普遍的疾病，它扰乱正常的昼夜节律，对心理健康和身体健康产生负面影响，与许多不同疾病的发生和发展有关，包括心血管疾病、抑郁症和癌症。近期，多篇文献报道了睡眠相关研究，可能为睡眠障碍相关疾病的预防和治疗提供帮助。
1. 40 Hz光闪烁通过皮层腺苷信号促进睡眠
闪烁光刺激是一种很有前途的无创性神经调节策略，可以缓解神经精神障碍。温州医科大学眼科医院Jiang-Fan Chen团队发现光闪烁触发初级视觉皮层(V1)和其他大脑区域的细胞外腺苷水平立即持续增加，并在40Hz频率和4000 lux时观察到最大效应[1]。40Hz闪光增加的腺苷细胞来源是神经元而非星形胶质细胞，且该效应可能与胞内AMPK信号通路的持续激活相关。40Hz的光闪烁30分钟增强了小鼠的非快速眼动(非REM)和2-3小时的REM睡眠。通过消融V1神经元和编码ENT2基因的基因缺失，这种致睡眠效应被消除，但通过化学抑制V1神经元和以剂量依赖性方式向V1局部灌注腺苷，这种致睡眠效应被重新捕获(图1)。40Hz光闪烁30min也可通过降低睡眠潜伏期、增加总睡眠时间、减少睡眠后觉醒来促进失眠儿童的睡眠。这些发现证实了V1中的ENT2介导的腺苷信号是40 Hz闪烁诱发睡眠的神经化学基础，并揭示了一种新的非侵入性治疗失眠的方法。
2. 小胶质细胞通过钙依赖性调节去甲肾上腺素传递调节睡眠
睡眠与免疫系统的活动相互作用，但其与脑内驻留的免疫细胞小胶质细胞的特殊关系仍不清楚。美国加州大学伯克利分校Howard Hughes医学院Yang Dan团队发现小胶质细胞可以通过胃肠道偶联的GPCRs、细胞内Ca2+信号和抑制去甲肾上腺素的传递来调节睡眠[2]。小胶质细胞Gi信号的化学发生激活强烈促进睡眠，而Gi偶联P2Y12受体的药物阻断会减少睡眠。皮层双光子成像显示，P2Y12-Gi激活使小胶质细胞内Ca2+升高，阻断这种Ca2+升高在很大程度上消除了Gi诱导的睡眠增加。小胶质细胞Ca2+水平在自然觉醒-睡眠转换时也升高，部分原因是去甲肾上腺素水平降低。此外，去甲肾上腺素及其生物传感器在皮层的成像显示，小胶质细胞P2Y12-Gi激活显著降低去甲肾上腺素水平，部分通过增加腺苷浓度实现(图2)。这些发现表明，小胶质细胞可以通过与去甲肾上腺素传递的相互作用来调节睡眠。
3. 口服纳米抗氧化剂通过恢复肠道屏障完整性和预防全身炎症改善睡眠
睡眠剥夺是一种严重的公共健康威胁，可引起全身炎症和神经损伤。目前治疗SD的有效药物和无副作用药物较少，但脑肠双向通讯为抗SD治疗提供了新的策略。中国科学院化学研究所Chunli Bai团队发现在SD模型中口服富勒烯纳米抗氧化剂(FNAO)通过脑肠轴调节异常肠道屏障和全身炎症来改善睡眠[3]。在斑马鱼和小鼠SD模型中，肠道产生过多的活性氧(ROS)和过度活跃的炎症反应，导致睡眠模式紊乱和脑神经活动减少。基于C60结构的共轭π键吸收未配对电子的特性，口服FNAO可有效减少肠道中过量的ROS，维持氧化还原稳态和肠道屏障完整性，并改善肠道和全身炎症，从而改善睡眠(图3)。这一发现为改善睡眠提供了有力的候选方法，拓宽了SD相关神经损伤的治疗途径。
参考文献
[1]Zhou X, He Y, Xu T, et al. 40 Hz light flickering promotes sleep through cortical adenosine signaling [J]. Cell Res. Published online February 8, 2024. DOI: 10.1038/s41422-023-00920-1. (IF=44.1)
[2]Ma C, Li B, Silverman D, et al. Microglia regulate sleep through calcium-dependent modulation of norepinephrine transmission [J]. Nat Neurosci. 2024;27(2):249-258. (IF=25.0)
[3]Wu Z, Liu L, Li L, et al. Oral nano-antioxidants improve sleep by restoring intestinal barrier integrity and preventing systemic inflammation [J]. Natl Sci Rev. 2023;10(12):nwad309. (IF=20.6)
云克隆不仅可提供睡眠剥夺动物模型，还具有包括阿尔兹海默症、帕金森、焦虑症、慢性应激抑郁等常见神经系统疾病动物模型。此外，云克隆还具有脑星形胶质细胞、脑微血管内皮细胞、脑膜细胞、神经元细胞等原代细胞及各类脑部疾病检测指标和上述AMPK、P2Y12、去甲肾上腺素等指标相关产品，可助力广大科研工作者进行睡眠相关疾病研究。
