在2024年Cell杂志评选的Best of Cell中，12篇开创性的研究论文被选中，揭示了许多长期未解的科学谜团。这些研究不仅充满趣味，更蕴含深远意义。其中，6项研究采用了单细胞和空间组学技术，尊龙凯时将通过系列报道展示这些技术的强大潜力。

研究主题

研究探讨了睡眠对免疫调节的机制，所用样本类型涵盖血液和小鼠模型，分组对比为对照组与不同睡眠剥夺时间的小鼠。应用技术包括scRNA-seq、bulk RNA-seq及生理生化指标监测等，作者单位为北京生命科学研究所与清华大学生物医学交叉研究院。

研究背景

睡眠对大多数动物至关重要，它在免疫调节、认知表现与代谢中发挥着关键作用。长期睡眠剥夺可能导致多种模式动物的早期死亡，这与肠道中活性氧（ROS）的积累相关。此外，睡眠不足还可能引发感染风险增加、慢性炎症性疾病及中央神经系统中的代谢物与蛋白质清除不当等一系列健康问题。但关于睡眠如何调节免疫以及睡眠不足如何导致这些健康问题的具体机制，目前尚不完全明确。本研究开发了一种新型小鼠睡眠剥夺范式——“水式卷曲预防法”（CPW），旨在深入探讨长期睡眠剥夺对生理和内在变化的影响。

研究思路与结论

通过“水式卷曲预防法”，研究揭示了长期睡眠剥夺导致小鼠出现类似细胞因子风暴综合征的机制。研究发现，此方法使小鼠96%的时间保持清醒，导致约80%的小鼠在4天内死亡。睡眠剥夺显著提高了脑内前列腺素D2（PGD2）水平，并通过ABC超家族转运体（ABCC4）介导的血脑屏障（BBB）外排，从而引发循环中性粒细胞的积聚和细胞因子风暴。阻断PGD2/DP1轴能够显著减弱睡眠剥夺引发的炎症反应。

研究结果概览

CPW范式通过在笼底放置浅层水，阻止小鼠入睡。EEG/EMG监测证明该方法能有效剥夺小鼠睡眠，且未导致过度应激或代谢稳态受损。病理检查显示睡眠剥夺小鼠出现多脏器损伤，血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）及尿素水平显著升高，表明睡眠剥夺引发多脏器功能障碍综合征（MODS）。此外，睡眠剥夺导致的炎症反应与肠道中ROS的积累相关，但抗氧化剂治疗未能阻止小鼠的死亡。RNA测序分析显示，睡眠剥夺增强了促炎细胞因子的产生并改变了白细胞的转录组。

研究意义

本研究揭示了睡眠剥夺通过影响中枢神经系统内PGD2水平，驱动外周免疫系统的严重病理变化。这一发现为理解睡眠与免疫系统之间的相互作用提供了新机制，并为研究睡眠不足导致的健康问题开启了新视角，可能有助于开发治疗睡眠相关疾病的策略。强烈推荐关注尊龙凯时，以获取更多此类研究的最新动态。

百奥锐评

1. CPW方法的局限性：尽管研究未发现CPW方法显著增加小鼠应激激素皮质酮水平，但该方法可能仍对小鼠造成心理压力，影响实验结果的准确性，特别是在评估睡眠剥夺对免疫系统的影响时。
2. 短期与长期效应：研究主要焦点在短期（如48小时或96小时）睡眠剥夺的影响，而对长期睡眠剥夺（如数周或数月）的研究仍显不足。长期睡眠剥夺可能引发不同的生理及免疫反应。
3. 实验动物模型的局限性：小鼠的生理与免疫系统与人类存在显著差异，尽管小鼠模型在研究中具有重要价值，但将发现直接应用于人类时需谨慎，因小鼠的睡眠模式与免疫反应可能与人类不同，影响研究结果的外推性。