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Cell | 睡眠不足会死?问题在于肠道堆满致死物

前沿科研资讯 管理员 142℃ 0评论
Cell | 睡眠不足会死?问题在于肠道堆满致死物插图

睡眠是一种包罗万象的状态,使动物不动,对刺激反应迟钝。无数的临床和实验研究将睡眠不足与严重的健康问题联系起来,睡眠限制可导致包括狗、大鼠、蟑螂和苍蝇在内的模型生物过早死亡。从最基本的意义上说,是什么让睡眠成为生存所必需的。 

睡眠对于生存是十分重要的,在当今社会,熬夜成为了一种常态,熬夜的危害是很大的,我们深知这个道理却改不掉这个坏习惯,我们经常能看到熬夜猝死的新闻。

 

哈佛大学医学院的神经科学家Dragana Rogulja在国际顶尖学术期刊Cell发表了一篇名为Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut的学术论文,研究表明严重的睡眠不足会导致过早死亡。

 

Cell | 睡眠不足会死?问题在于肠道堆满致死物插图1

 

研究选取了果蝇来进行实验。测试了已知的大多数针对此类神经元的Gal4驱动因子。在21°C时,TrpA1关闭,因此该温度用于饲养动物和监测基线睡眠。活性氧的积累是渐进的,在睡眠剥夺的第10天达到峰值。当剥夺停止时,ROS水平逐渐降低,15天后接近基线,这也是停止剥夺睡眠后存活曲线重置所需的时间。与剥夺前水平相比,即使在恢复20天后,活性氧水平仍略有升高。

Cell | 睡眠不足会死?问题在于肠道堆满致死物插图2

 

总之,这些结果得出了睡眠剥夺诱导的氧化应激与死亡率之间的直接联系。如果抗氧化剂意味着睡眠剥夺动物的生与死的区别,那么有人可能预测在非睡眠剥夺条件下的寿命延长。事实上,一些团体已经观察到抗氧化剂对苍蝇的健康和寿命的有益影响。然而,补充褪黑素、硫辛酸、NAD或PBA的剂量在睡眠剥夺期间具有拯救作用,不会影响非剥夺动物的生存,这表明抗氧化剂的价值取决于环境。值得注意的是,补充这些抗氧化物并没有延长非剥夺睡眠果蝇的寿命。

 

抗氧化酶的肠道靶向表达可防止氧化损伤,为了延长睡眠剥夺动物的存活时间,通过食物给予的化合物很容易到达肠道细胞,但不能排除它们也到达其他器官并在那里有一些保护作用的可能性。为了直接测试肠道的作用,在这个组织中表达了抗氧化酶。这需要两个独立的转基因表达系统:一个在神经元中用于产热睡眠剥夺,另一个在肠道中用于酶表达。

Cell | 睡眠不足会死?问题在于肠道堆满致死物插图3

通过mex1-或myo1A-Gal4-驱动的抗氧化酶过度表达,肠道中的ROS水平降低至基线水平,甚至看似低于基线水平。DNA损伤和凋亡不再可检测到,直接证明活性氧是睡眠剥夺果蝇肠道细胞损伤的原因。mex1-或myo1A-Gal4依赖性救援的效果表明,在睡眠剥夺时,肠细胞是肠道内ROS的主要来源。随着elav-Gal4驱动的抗氧化酶过度表达,肠道中的ROS水平保持较高。当苍蝇被另一个LexA系剥夺睡眠,并且SOD1、SOD2或CAT在肠道中使用myo1A-Gal4过度表达时,寿命也延长了。这些救援实验的结果强化了我们的结论,即在严重睡眠丧失期间,肠道是致死性ROS的主要来源。

 

研究认识到,杀死极度缺乏睡眠的动物的原因可能并不反映睡眠每天的作用。不管怎样,研究的发现揭开了极端睡眠缺失会导致死亡的神秘面纱,并表明有可能降低强迫清醒的成本。

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