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Nature | 重新定义睡眠的生理功能:外周血细胞执行睡眠依赖的“大脑清洁”任务,清除氧化脂质以维持线粒体稳态与认知健康
2026-02-12

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通常,人们对睡眠的理解主要基于大脑这一视角,而对于周围组织的作用却知之甚少。

2026年2月11日,宾夕法尼亚大学Amita Sehgal团队在Nature 在线发表题为“Sleep-dependent clearance of brain lipids by peripheral blood cells”的研究论文,该研究发现果蝇循环系统中的外周巨噬细胞样细胞(血细胞)具有睡眠功能,表明这些血细胞在睡眠期间会迁移到大脑,并吸收由于清醒时氧化损伤而在皮质神经胶质细胞中积累的脂质。

通过对血细胞中表达的吞噬受体进行筛选,该研究发现敲低 Eater(Nimrod受体家族的一员)会减少睡眠时间。Eater 的缺失还会破坏血细胞向大脑的定位以及脂质的摄取,从而导致大脑中乙酰辅酶 A 和乙酰化蛋白质(包括线粒体蛋白 PGC1α 和 DRP1)的水平升高。线粒体的失调(表现为氧化水平升高和 NAD+水平降低)伴随着记忆和寿命的受损。因此,该研究认为这些外周血细胞是哺乳动物小胶质细胞的前体细胞,它们每天执行睡眠功能,以维持大脑的功能和健康状态。

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睡眠是几乎所有生物共有的一种行为状态。它被定义为一种静止状态,伴随着意识程度的降低,且不同于昏迷或麻醉,因为这种状态会因外界刺激而迅速恢复。昼夜节律系统按照 24 小时的周期来调节睡眠,但睡眠也受到内稳态机制的调控,即长时间的清醒会增加睡眠的压力感。人们普遍认识到睡眠的重要性,但其背后的机制和功能仍存在争议。

尽管关于睡眠的研究主要集中在大脑方面,但睡眠缺失也会对身体的其他部位产生影响。此外,现在有理由相信,身体的外围组织也能影响睡眠。例如,免疫系统与睡眠的控制有关,尤其是在患病期间。在果蝇中,核因子κB 蛋白 Relish 在果蝇的脂肪体(相当于肝脏的功能器官)中发挥作用,以在感染后调节睡眠。反过来,睡眠也会影响哺乳动物和果蝇对细菌和病毒感染的恢复。

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文章模式图(图源自Nature )

睡眠剥夺会增加促进睡眠的细胞因子的表达,如肿瘤坏死因子(TNF)或白细胞介素(IL)-6,它可能通过下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴增加糖皮质激素的水平,或者通过交感神经系统增加去甲肾上腺素的水平来实现这种作用。TNF 也通过在星形胶质细胞中的表达在果蝇的睡眠中发挥作用,但它也可以全身性地发挥作用。总的来说,睡眠与免疫系统之间的相互作用主要集中在信号分子上,而不是由外围的免疫细胞进行调节。关于外周机制在睡眠功能中的作用,人们知之甚少。

以果蝇作为研究模型系统,研究人员探究了循环血细胞(即血细胞)的一种睡眠功能,这些血细胞中有 95% 是类似巨噬细胞的浆细胞,它们在免疫反应中发挥作用。该研究发现,在睡眠旺盛时期,血细胞会聚集到大脑,并吸收皮质神经胶质细胞中积累的脂质。由于皮质神经胶质细胞中的脂滴(LDs)反映了由神经元引起的与觉醒相关的氧化损伤的转移,血细胞的这种摄取作用有望减轻大脑的代谢压力。事实上,如果抑制介导血细胞摄取脂质的“Eater”受体,会导致大脑中乙酰化水平升高,以及线粒体氧化和 NAD+水平降低。因此,血细胞,尤其是“Eater”在睡眠过程中发挥着依赖睡眠的作用,以维持大脑的代谢平衡。


参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41586-025-10050-w




原标题:Nature | 重新定义睡眠的生理功能:外周血细胞执行睡眠依赖的“大脑清洁”任务,清除氧化脂质以维持线粒体稳态与认知健康

本文作者:枫叶,转载于微信公众号:iNature(ID:Plant_ihuman),转载引用请注明原出

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