睡眠是一種自然和可逆的狀態(tài)，主要由神經(jīng)生物學過程控制，是維持健康所必需的人類生活的生理部分。睡眠對身體有多方面的影響，它減少能量消耗，增加大腦中能量儲存的恢復，調(diào)節(jié)適應性和先天性免疫反應，并有助于鞏固記憶。睡眠質(zhì)量受多種因素的影響，如飲食、體力活動、遺傳和環(huán)境因素等。睡眠障礙是一種非常普遍的疾病，它擾亂正常的晝夜節(jié)律，對心理健康和身體健康產(chǎn)生負面影響，與許多不同疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)，包括心血管疾病、抑郁癥和癌癥。近期，多篇文獻報道了睡眠相關(guān)研究，可能為睡眠障礙相關(guān)疾病的預防和治療提供幫助。

1. 40 Hz光閃爍通過皮層腺苷信號促進睡眠

閃爍光刺激是一種很有前途的無創(chuàng)性神經(jīng)調(diào)節(jié)策略，可以緩解神經(jīng)精神障礙。溫州醫(yī)科大學眼科醫(yī)院Jiang-Fan Chen團隊發(fā)現(xiàn)光閃爍觸發(fā)初級視覺皮層(V1)和其他大腦區(qū)域的細胞外腺苷水平立即持續(xù)增加，并在40Hz頻率和4000 lux時觀察到最大效應^[1]。40Hz閃光增加的腺苷細胞來源是神經(jīng)元而非星形膠質(zhì)細胞，且該效應可能與胞內(nèi)AMPK信號通路的持續(xù)激活相關(guān)。40Hz的光閃爍30分鐘增強了小鼠的非快速眼動(非REM)和2-3小時的REM睡眠。通過消融V1神經(jīng)元和編碼ENT2基因的基因缺失，這種致睡眠效應被消除，但通過化學抑制V1神經(jīng)元和以劑量依賴性方式向V1局部灌注腺苷，這種致睡眠效應被重新捕獲(圖1)。40Hz光閃爍30min也可通過降低睡眠潛伏期、增加總睡眠時間、減少睡眠后覺醒來促進失眠兒童的睡眠。這些發(fā)現(xiàn)證實了V1中的ENT2介導的腺苷信號是40 Hz閃爍誘發(fā)睡眠的神經(jīng)化學基礎(chǔ)，并揭示了一種新的非侵入性治療失眠的方法。

2. 小膠質(zhì)細胞通過鈣依賴性調(diào)節(jié)去甲腎上腺素傳遞調(diào)節(jié)睡眠

睡眠與免疫系統(tǒng)的活動相互作用，但其與腦內(nèi)駐留的免疫細胞小膠質(zhì)細胞的特殊關(guān)系仍不清楚。美國加州大學伯克利分校Howard Hughes醫(yī)學院Yang Dan團隊發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細胞可以通過胃腸道偶聯(lián)的GPCRs、細胞內(nèi)Ca²⁺信號和抑制去甲腎上腺素的傳遞來調(diào)節(jié)睡眠^[2]。小膠質(zhì)細胞Gi信號的化學發(fā)生激活強烈促進睡眠，而Gi偶聯(lián)P2Y12受體的藥物阻斷會減少睡眠。皮層雙光子成像顯示，P2Y12-Gi激活使小膠質(zhì)細胞內(nèi)Ca²⁺升高，阻斷這種Ca²⁺升高在很大程度上消除了Gi誘導的睡眠增加。小膠質(zhì)細胞Ca²⁺水平在自然覺醒-睡眠轉(zhuǎn)換時也升高，部分原因是去甲腎上腺素水平降低。此外，去甲腎上腺素及其生物傳感器在皮層的成像顯示，小膠質(zhì)細胞P2Y12-Gi激活顯著降低去甲腎上腺素水平，部分通過增加腺苷濃度實現(xiàn)(圖2)。這些發(fā)現(xiàn)表明，小膠質(zhì)細胞可以通過與去甲腎上腺素傳遞的相互作用來調(diào)節(jié)睡眠。

3. 口服納米抗氧化劑通過恢復腸道屏障完整性和預防全身炎癥改善睡眠

睡眠剝奪是一種嚴重的公共健康威脅，可引起全身炎癥和神經(jīng)損傷。目前治療SD的有效藥物和無副作用藥物較少，但腦腸雙向通訊為抗SD治療提供了新的策略。中國科學院化學研究所Chunli Bai團隊發(fā)現(xiàn)在SD模型中口服富勒烯納米抗氧化劑(FNAO)通過腦腸軸調(diào)節(jié)異常腸道屏障和全身炎癥來改善睡眠^[3]。在斑馬魚和小鼠SD模型中，腸道產(chǎn)生過多的活性氧(ROS)和過度活躍的炎癥反應，導致睡眠模式紊亂和腦神經(jīng)活動減少?；?/span>C₆₀結(jié)構(gòu)的共軛π鍵吸收未配對電子的特性，口服FNAO可有效減少腸道中過量的ROS，維持氧化還原穩(wěn)態(tài)和腸道屏障完整性，并改善腸道和全身炎癥，從而改善睡眠(圖3)。這一發(fā)現(xiàn)為改善睡眠提供了有力的候選方法，拓寬了SD相關(guān)神經(jīng)損傷的治療途徑。

參考文獻

[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)

云克隆不僅可提供睡眠剝奪動物模型，還具有包括阿爾茲海默癥、帕金森、焦慮癥、慢性應激抑郁等常見神經(jīng)系統(tǒng)疾病動物模型。此外，云克隆還具有腦星形膠質(zhì)細胞、腦微血管內(nèi)皮細胞、腦膜細胞、神經(jīng)元細胞等原代細胞及各類腦部疾病檢測指標和上述AMPK、P2Y12、去甲腎上腺素等指標相關(guān)產(chǎn)品，可助力廣大科研工作者進行睡眠相關(guān)疾病研究。