江西中医药大学付勇团队揭示睡眠剥夺对情绪行为、昼夜节律基因及内侧前额叶皮层炎症浸润的动态影响
发布时间:2026-01-31 16:39:35

  你是否有过这样的经历:连续熬夜赶项目后,不仅白天昏昏沉沉,还变得特别敏感易怒 —— 一点小事就焦虑烦躁,对喜欢的美食、电影也提不起兴趣,甚至容易陷入低落情绪难以自拔?其实这不是单纯的没休息好,而是睡眠不足正在悄悄改变我们大脑的运作模式。睡眠作为人体最基本的生理节律,就像大脑的修复师,一旦长期 旷工,不仅会让情绪失控,还可能引发一系列连锁反应。

  本研究采用动物分组对照设计,将 7-8 周龄雄性 C57BL/6J 小鼠随机分为 5 组:正常睡眠对照组(CON)、7 天睡眠剥夺 + 14 天恢复组(SD7R14)、7 天睡眠剥夺 + 21 天恢复组(SD7R21)、14 天睡眠剥夺 + 14 天恢复组(SD14R14)、14 天睡眠剥夺 + 21 天恢复组(SD14R21)。

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  通过实施睡眠剥夺,采用高架零迷宫(EZM)、高架十字迷宫(EPM)评估焦虑样行为,悬尾实验(TST)、强迫游泳实验(FST)检测恐惧相关行为,蔗糖偏好实验(SPT)评价快感缺失;利用HE染色和尼氏染色观察内侧前额叶皮层(mPFC)神经元形态,通过RT-qPCR技术检测生物钟基因、Sirt6/Hmgb1 通路及炎症因子的 mRNA 表达水平。

  焦虑样行为通过 EZM 和 EPM 中开放臂停留时间与进入频率量化。在 EZM 实验中,与 CON 组相比,SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组小鼠开放臂停留时间减少,闭合臂停留时间和进入频率升高,其中 SD14R14 组开放臂探索行为减少最显著,SD7R14 组闭合臂偏好最明显;而 SD7R21 组开放臂停留时间和进入频率均有所增加,闭合臂停留时间缩短,焦虑样行为缓解。在 EPM 实验中,SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组开放臂停留时间减少,SD7R14 和 SD14R14 组闭合臂停留时间和进入频率显著升高,表现出明显焦虑样特征;SD7R21 组则呈现开放臂探索增加、闭合臂停留减少的趋势。整体来看,睡眠剥夺显著降低小鼠探索行为,诱发焦虑样表型,且 14 天睡眠剥夺的影响比 7 天更严重;随着睡眠恢复时间延长,焦虑样行为逐渐减轻,21 天恢复后基本接近正常水平,但组间统计差异不显著,可能与样本量不足有关。

  恐惧行为通过 TST 和 FST 中的不动时间评估,快感缺失通过 SPT 的蔗糖偏好率衡量。TST 结果显示,SD7R14、SD7R21、SD14R14 和 SD14R21 组小鼠不动时间均较 CON 组延长,其中 SD7R14 和 SD14R14 组差异显著。FST 中,SD7R14 和 SD14R14 组漂浮不动时间大幅增加,SD14R21 组也显著升高,而 SD7R21 组仅轻微增加,无统计学差异。SPT 结果显示,SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组蔗糖偏好率下降,表明小鼠对奖励性刺激的兴趣降低,出现快感缺失;仅 SD7R21 组蔗糖偏好率略有上升,接近正常水平。这些结果表明,睡眠剥夺可诱发小鼠恐惧样行为和快感缺失,且 7 天睡眠剥夺后 14 天恢复阶段的病理表型最明显,14 天睡眠剥夺的影响更持久,而 21 天的睡眠恢复能有效逆转这些异常行为。

  通过 HE 染色和尼氏染色观察 mPFC 神经元形态。HE 染色结果显示,与 CON 组相比,SD7R14 和 SD14R14 组小鼠 mPFC 区域细胞间隙扩大,细胞核萎缩,细胞排列紊乱,存活神经元数量减少;而 SD7R21 和 SD14R21 组无明显病理改变,神经元数量与 CON 组无显著差异。尼氏染色显示,SD7R14 和 SD14R14 组神经元尼氏小体部分丢失,胞体皱缩或崩解,核固缩伴深染,神经元轮廓模糊;SD7R21 和 SD14R21 组则无这些病理特征,神经元形态基本恢复正常,存活神经元数量与 CON 组接近。这表明睡眠剥夺会导致 mPFC 神经元结构损伤和数量减少,且损伤程度与睡眠剥夺时长相关,14 天睡眠剥夺的损伤比 7 天更严重;而 21 天的睡眠恢复能有效修复神经元损伤,14 天恢复则不足以完全逆转,提示神经元修复与行为改善之间存在时间差。

  本研究通过动物实验探究了不同时长睡眠剥夺及后续恢复对小鼠情绪行为、mPFC 神经元形态、生物钟基因表达及 Sirt6/Hmgb1 通路介导的神经炎症的影响,发现 7 天或 14 天睡眠剥夺会以时间依赖方式诱发小鼠焦虑样行为、恐惧行为和快感缺失,导致 mPFC 神经元损伤,干扰生物钟基因(Bmal1、Clock、Per 家族、Cry 家族等)的正常表达,并通过 Sirt6/Hmgb1 通路激活神经炎症;而 14 天睡眠恢复可部分逆转这些异常,21 天恢复则能显著改善情绪行为、修复神经元损伤、调节生物钟基因表达并减轻炎症反应,揭示了睡眠剥夺影响情绪的分子机制及睡眠恢复的保护作用。

  科学价值:首次系统揭示了睡眠剥夺对情绪行为影响的时间依赖性特征,明确了生物钟基因紊乱与 Sirt6/Hmgb1 通路介导的神经炎症在其中的协同作用,填补了睡眠 - 情绪调控分子机制研究的空白,为理解睡眠障碍相关神经精神疾病的发病机理提供了新视角。

  临床意义:为睡眠不足相关情绪问题(如焦虑、抑郁倾向)的干预提供了靶点,提示通过靶向调节 Bmal1/Clock 介导的生物钟反馈环路或使用 Hmgb1 拮抗剂抑制神经炎症,可能成为改善睡眠障碍患者情绪异常的潜在治疗策略;同时证实充足的睡眠恢复对情绪和大脑功能修复的重要性,为临床制定睡眠干预方案提供了实验支撑。

  实践意义:为公众健康提供科学参考,强调长期睡眠不足的危害不仅是疲劳,还会导致情绪失控和大脑损伤,呼吁重视睡眠健康,为预防睡眠相关情绪问题提供理论依据。

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