睡眠不足引发全身炎症风暴_科学家揭示睡眠不足导致炎症反应的生理机制

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科学家揭示睡眠不足导致炎症反应的生理机制

对于大多数动物来说，睡眠是必不可少的。人的一生大约有三分之一的时间都在睡眠中度过，而缺乏睡眠会导致各种健康问题，如引发炎症或慢性免疫系统疾病。动物实验显示，长时间剥夺睡眠会导致个体死亡。然而，关于哺乳动物的睡眠如何调节免疫系统，以及睡眠不足如何带来负面影响，其具体的机制仍然不清楚。

2023年11月27日，北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的张二荃实验室在《细胞》杂志上发表了一篇题为"Prolonged sleep deprivation induces a cytokine storm-like syndrome in mammals"的研究论文。这项研究表明，长时间剥夺小鼠的睡眠会导致严重的细胞因子风暴，并揭示了睡眠剥夺导致外周免疫反应的神经分子机制——脑源PGD2/DP1信号通路。

在这个研究项目中，张二荃实验室的研究人员发明了一个适用于小鼠的睡眠剥夺系统，命名为"Curling Prevention by Water"（CPW）。通过脑电图/肌电图（EEG/EMG）记录实验组小鼠和对照组小鼠的睡眠/觉醒状态，证明这个系统可以持续剥夺小鼠95%以上的睡眠。相比传统的实验动物转杆睡眠剥夺系统（Stand Alone Sleep Deprivation，SASD），CPW系统能够在不引入更多环境刺激和保证实验通量的情况下大大提高睡眠剥夺效率，从而帮助研究人员观察到长时间睡眠剥夺对哺乳动物带来的生理后果。

研究人员应用CPW系统对小鼠进行长时间睡眠剥夺时发现，对小鼠进行四天连续睡眠剥夺后，超过70%的小鼠会死于严重的多器官衰竭。在睡眠剥夺过程中，小鼠血液中的促炎性细胞因子（如IL-6和IL-17A）和趋化因子（如CXCL1和CXCL2）迅速积累，并将中性粒细胞从骨髓招募到循环系统中，从而导致小鼠出现中性粒细胞增多症。随着促炎性细胞因子和趋化因子的持续积累，小鼠会出现由细胞因子风暴诱发的多器官功能障碍综合征（multiple organ dysregulation syndrome，MODS），最终导致小鼠的死亡。

总的来说，这项研究揭示了不睡觉导致死亡的真实原因可能是免疫系统的过度激活，而非免疫力的下降。此外，它也为解释和解决睡眠不足导致的健康问题奠定了基础，有助于深入了解睡眠如何与其他生物学过程相互作用，从而进一步阐述睡眠的功能和意义。

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