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睡眠是所有动物的基本需求，长期缺乏睡眠会导致严重的生理和免疫系统问题。来自北京国家生物科学研究所的研究团队，作者为Di Sang等人，发表在 Cell 期刊上的文章《Prolonged sleep deprivation induces a cytokine-storm-like syndrome in mammals》揭示了长期睡眠剥夺（Sleep Deprivation, SD）对小鼠造成类似细胞因子风暴综合症的影响。
研究背景
睡眠在免疫调节、认知表现和代谢等生物过程上起着关键作用。长期缺乏睡眠会导致多种健康问题，包括慢性炎症和器官功能障碍。目前的睡眠剥夺实验方法对小鼠无法实现长期且持续的睡眠剥夺，因此需要更有效的实验范式。研究发现
研究团队提出了一种新的小鼠睡眠剥夺范式：“通过水阻止蜷曲”（Curling Prevention by Water，CPW），该范式使小鼠在96%的时间内保持清醒。4天的睡眠剥夺导致小鼠严重炎症反应和细胞因子风暴综合症，最终约80%的小鼠死亡。长期睡眠剥夺增加了脑部前列腺素D2（PGD2）的水平，并通过ATP结合盒转运蛋白（ABCC4）增强了PGD2的跨血脑屏障外流。这些变化导致了外围免疫系统的病理性响应。通过干扰PGD2/DP1轴，可以显著减少睡眠剥夺引发的炎症反应。研究意义
该研究揭示了长期睡眠剥夺对人体健康的潜在风险，以及其引发细胞因子风暴和多器官功能障碍的机制。研究结果可能有助于开发新的治疗策略，用于预防或缓解由睡眠缺乏引起的免疫系统失调和细胞因子风暴。
实验策略
研究团队通过视频记录与电生理监测相结合，开发并验证了新的CPW睡眠剥夺范式。进行了组织病理学分析、血清生化分析和ROS量化等多项实验，研究睡眠剥夺对小鼠器官和系统的影响。利用RNA测序和单细胞RNA测序解析血液白细胞的转录谱变化，揭示长期睡眠剥夺对免疫系统的动态影响。通过药理和遗传方法干扰PGD2/DP1轴，探讨其在睡眠剥夺诱发系统性炎症中的作用。数据分析
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图3. 循环中的中性粒细胞的积累导致睡眠剥夺引起的死亡![]()
图4. 通过ABCC转运体增强BBB外排引起睡眠剥夺期间的系统性炎症![]()
图5. 基因编码PGD2传感器（GRABPGD2）揭示睡眠剥夺期间脑中PGD2水平升高![]()
图6. 睡眠剥夺触发PGD2从脑中增强外排，随着睡眠剥夺时间延长，导致致命的细胞因子风暴![]()
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主要结论
新提出的CPW睡眠剥夺范式能在小鼠中实现长时间高效的睡眠剥夺。长期睡眠剥夺通过PGD2/DP1轴引发系统性炎症反应，导致多器官功能障碍，并最终导致小鼠死亡。干扰PGD2的跨BBB外流或阻断其与DP1的结合，可以显著减轻睡眠剥夺引发的炎症反应。讨论总结
讨论部分中，作者详细阐述了CPW范式在长时间剥夺小鼠睡眠方面的独特优势及其对研究睡眠和免疫系统交互作用的贡献。尤其是研究发现PGD2在从中枢神经系统向免疫系统传递信号中的关键作用，提示睡眠相关的体内分子变化不仅影响中枢神经系统，还对外周免疫系统有广泛影响。研究揭示了干预PGD2跨血脑屏障运输可能成为调控睡眠剥夺诱发炎症的新策略，且这些结论为进一步研究睡眠与其他生物过程的相互作用奠定了基础。注：本公众号仅针对学术文献进行解读，无任何指导及建议
