睡眠是一個複雜的節律性生理過程，對人類健康至關重要。然而，隨著經濟的發展和人們生活節奏的日益加快，睡眠剝奪已經越來越常見，引起人們認知功能受損、日間工作能力降低、健康狀況下降，成為備受關注的健康問題之一。長期睡眠不足還會使得人們罹患各種疾病的概率大幅增加，代謝紊亂、皮膚衰老、肥胖、高血壓甚至誘發癌症。
睡眠剝奪引起認知功能受損的病理機制現時尚不清楚，既往人們普遍認為認知功能完全由中樞神經系統調節，直到近年來隨著科學研究的深入，科學家們提出了“微生物-腸-腦軸”的概念，認為體內腸道菌群的組成及其代謝活動也會對機體的腦功能行為產生重要影響。在我們的身體中存在著各種各樣的微生物，尤其在腸道內，有一個腸道微生物生態系統，就是所謂的腸道菌群，其中微生物種類超過數百種，總量甚至超過100兆。腸道菌群作為“微生物-腸-腦軸”功能的關鍵調節者之一，在神經精神類疾病、神經發育等研究領域越來越受到重視。
研究模式圖
最近，精神病學領域頂級期刊Molecular Psychiatry線上刊登了北京大學第六醫院陸林院士團隊題為“Gut microbiota modulates the inflammatory response and cognitive impairment induced by sleep deprivation”的研究論文，該論文通過臨床與基礎研究相結合的管道，首次從“微生物-腸-腦軸”角度揭示了睡眠剝奪導致認知受損的機制，為防治睡眠不足導致的認知障礙提供了新的靶點和思路，為通過干預腸道菌群治療相關神經精神障礙提供了重要的科學依據。
研究首先對健康成年人進行了40小時的睡眠剝奪，發現睡眠剝奪會引起腸道菌群紊亂以及系統性炎症反應。研究還發現健康受試者在經歷睡眠剝奪過程中，也伴隨著認知功能（注意力、記憶力）的顯著受損。為了進一步探究這種睡眠剝奪所致腸道菌群紊亂是否與認知功能受損有關，研究者對無菌小鼠與普通SPF小鼠進行了睡眠剝奪，發現無菌小鼠在腸道菌群缺乏的條件下，睡眠剝奪所致的炎症反應、腸道屏障以及認知功能受損程度都有所减弱。研究者進一步利用糞便菌群移植的方法，將臨床研究中健康受試者在睡眠剝奪前後的糞便菌群通過灌胃移植到無菌小鼠體內，發現與接受基線糞便菌群的受體小鼠相比，接受睡眠剝奪後糞便菌群的受體小鼠出現外周及中樞炎症水准的增高以及認知功能的顯著受損，並且神經炎症和菌群代謝物水平均與小鼠的認知受損程度顯著相關，提示腸道菌群紊亂可能參與介導睡眠剝奪引起的認知受損，而炎症反應在這個過程中起到了非常關鍵的仲介作用。
北京大學第六醫院的王忠博士和陳文浩博士為該論文的共同第一作者，北京大學第六醫院陸林院士和閆薇助理研究員、北京大學中國藥物依賴性研究所韓盈副研究員以及陸軍軍醫大學的魏泓教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金委、科技部國家重點研發計畫的支持。
引用資訊：Zhong Wang#，Wen-Hao Chen#，Su-Xia Li，Zhong-Ming He，Wei-Li Zhu，Yan-Bin Ji，Zhe Wang，Xi-Mei Zhu，Kai Yuan，Yan-Ping Bao，Le Shi，Shi-Qiu Meng，Yan-XueXue，Wen Xie，Jie Shi，Wei Yan*，Hong Wei*，Lin Lu*，Ying Han*.Gut microbiota modulates the inflammatory response and cognitive impairment induced by sleep deprivation [J].Mol Psychiatry.2021 May 7.Online ahead of print.
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