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张二荃团队在国际顶尖期刊 Cell 发表了题为 Prolonged sleep deprivation induces a cytokine-storm-like syndrome in mammals 的文章。该研究报道了一种改良的睡眠剥夺(SD)小鼠模型,被称之为 Curling prevention by water(CPW)模型。研究发现,长期睡眠剥夺可导致小鼠表现出严重的全身炎症和过早死亡。
睡眠对于大多数动物来说是必不可少的,人类一生中近三分之一的时间都在睡觉,但睡眠的确切功能和机制仍有争议。有很多研究表明,睡眠在许多生物过程中都起着至关重要的作用,包括免疫调节、认知表现和新陈代谢,而睡眠剥夺(Sleep deprivation, SD)可导致一系列模型动物的过早死亡,这可能是由肠道中活性氧(ROS)的积累驱动的许多健康问题,包括但不限于更容易感染、慢性炎症、中枢神经系统(CNS)代谢产物清除不当、氧化应激等。然而,睡眠调节免疫的详细机制以及睡眠不足如何导致不良健康影响尚未阐明。
该研究中引入了 CPW 模型,能够更有效地诱导小鼠睡眠剥夺。基于该模型,研究人员发现长期睡眠剥夺可引发小鼠致命的细胞因子风暴样综合征,并导致过早死亡。具体来说,睡眠剥夺诱导 PGD2 在脑内积累,随后 ABCC4 转运体介导的脑源性 PGD2 通过血脑屏障流出,导致促炎细胞因子的过度产生,最终导致细胞因子风暴样表型和 MODS。