睡眠是一種自然和可逆的狀態(tài)，主要由神經(jīng)生物學(xué)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(fù)，調(diào)節(jié)適應(yīng)性和先天性免疫反應(yīng)，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(fù)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(xiàn)報道了睡眠相關(guān)研究，可能為睡眠障礙相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供幫助。

1. 40 Hz光閃爍通過皮層腺苷信號促進(jìn)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(xué)眼科醫(yī)院Jiang-Fan Chen團(tuán)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(xì)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(yīng)^[1]。40Hz閃光增加的腺苷細(xì)胞來源是神經(jīng)元而非星形膠質(zhì)細(xì)胞，且該效應(yīng)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(yīng)被消除，但通過化學(xué)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(yīng)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(jìn)失眠兒童的睡眠。這些發(fā)現(xiàn)證實了V1中的ENT2介導(dǎo)的腺苷信號是40 Hz閃爍誘發(fā)睡眠的神經(jīng)化學(xué)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(xì)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(xì)胞小膠質(zhì)細(xì)胞的特殊關(guān)系仍不清楚。美國加州大學(xué)伯克利分校Howard Hughes醫(yī)學(xué)院Yang Dan團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞可以通過胃腸道偶聯(lián)的GPCRs、細(xì)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(xì)胞Gi信號的化學(xué)發(fā)生激活強烈促進(jìn)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(xì)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(dǎo)的睡眠增加。小膠質(zhì)細(xì)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(xì)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(xì)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(fù)腸道屏障完整性和預(yù)防全身炎癥改善睡眠

睡眠剝奪是一種嚴(yán)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(xué)院化學(xué)研究所Chunli Bai團(tuán)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(yīng)，導(dǎo)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(xiàn)

[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(yīng)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(xì)胞、腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞、腦膜細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞等原代細(xì)胞及各類腦部疾病檢測指標(biāo)和上述AMPK、P2Y12、去甲腎上腺素等指標(biāo)相關(guān)產(chǎn)品，可助力廣大科研工作者進(jìn)行睡眠相關(guān)疾病研究。