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研究主题

本研究的主题聚焦于睡眠调节免疫的机制。

样本类型与分组

样本类型包括血液和小鼠模型，样本分组为对照组与不同睡眠剥夺时间的小鼠之间的比较。

应用技术

本研究采用了scRNA-seq、bulk RNA-seq以及生理生化指标监测等技术手段。

作者单位

研究由北京生命科学研究所与清华大学生物医学交叉研究院联合进行。

研究背景

睡眠对大多数动物而言是必不可少的，它在免疫调节、认知功能和代谢中扮演着关键角色。长期的睡眠缺失会导致多种模型动物的早死，这可能与肠道中活性氧（ROS）的积累有关。睡眠不足还可能引发多种健康问题，包括感染风险增加、慢性炎症性疾病及中枢神经系统中的代谢障碍。然而，睡眠如何调节免疫及其不足如何导致不良健康影响的准确机制尚不明确。本研究创新性地开发了一种名为“水式卷曲预防法”（CPW）的小鼠睡眠剥夺范式，显著减少小鼠的快速眼动睡眠（REMS）和非快速眼动睡眠（NREMS），以探索长时间睡眠剥夺对哺乳动物生理的影响和内在变化。

研究结论

通过CPW这一睡眠剥夺范式的开发，研究揭示了长期睡眠剥夺在小鼠中诱导的细胞因子风暴综合征的机制。结果显示，CPW使小鼠96%的时间保持清醒，约80%的小鼠在4天内死亡。睡眠剥夺导致脑内前列腺素D2（PGD2）水平升高，通过ABC超家族转运体（ABCC4）介导的血脑屏障外排，促使中性粒细胞在体内积累，引发细胞因子风暴。阻断PGD2/DP1轴能够显著减少由睡眠剥夺引起的炎症反应。

研究意义

本研究证明了睡眠不足通过影响中枢神经系统中的PGD2水平，推动外周免疫系统产生严重的病理变化。这一发现不仅为理解睡眠与免疫系统的相互作用提供了新的依据，也为探讨睡眠不足引发的健康问题开辟了新思路。此研究的成果可能为治疗睡眠相关疾病的策略发展提供新的靶点。

百奥锐评

1. CPW方法的局限性：尽管研究显示CPW方法未显著提高小鼠的应激激素皮质酮水平，但可能仍给小鼠带来心理压力，这在解读实验结果时需谨慎，特别是涉及免疫反应的研究。
2. 短期与长期效应：研究主要集中在短期（如48小时或96小时）睡眠剥夺的影响，长期睡眠剥夺（如数周或数月）对生理和免疫反应的影响研究不足。
3. 实验动物模型的局限性：小鼠的生理和免疫系统与人类具有显著差异，尽管小鼠模型在研究中极具价值，但在将发现应用于人类时需谨慎对待。

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