REM期睡眠剝奪導致大鼠腦產(chǎn)生促炎性效應機制的初步研究.pdf

1、睡眠占據(jù)著人類約1/3的時間，是十分重要的生理過程。當前社會睡眠障礙形勢嚴峻，睡眠質(zhì)量差或達不到所推薦的睡眠時長比比皆是，長期倒班工作者數(shù)量龐大，而生物節(jié)律的紊亂會影響睡眠，睡眠障礙的患者多伴有精神障礙，其中得到診斷和治療的患者少之又少。這種社會現(xiàn)狀值得我們重視，近來有大量的臨床實驗表明睡眠不足會影響機體的認知功能，包括注意力下降，工作記憶能力受損，感知遲鈍等等；睡眠不足抑制機體的免疫功能，產(chǎn)生明顯的促炎性效應；流行病學調(diào)查顯示，睡眠不

2、足或節(jié)律失調(diào)均會增加心臟疾病的發(fā)生率；由于睡眠不足和節(jié)律紊亂均會影響糖的代謝過程和機體的正常激素分泌，糖尿病的發(fā)病率也明顯上升；睡眠障礙常伴隨于神經(jīng)變性疾病的發(fā)生發(fā)展，目前常作為一個突破點用于改善神經(jīng)變性疾病的治療。
　　由于嚙齒類動物的睡眠周期和階段類似人類，所以目前的研究大多選擇嚙齒類動物，目前有急性、慢性睡眠剝奪兩種模式存在，多模擬社會現(xiàn)狀而產(chǎn)生，而睡眠剝奪的方法也各具特色及不足。
　　關于睡眠不足產(chǎn)生危害的機制，大量

3、研究眾說紛紜，又睡眠的生理機制現(xiàn)在都未確定，一直沒有一個統(tǒng)一確切的說法。經(jīng)過慎重考慮，結(jié)合相關文獻，主要研究相關基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的表觀遺傳學或許能夠帶來新的發(fā)現(xiàn)，所以我們的研究從組蛋白修飾入手，又促炎性效應影響機體的各個方面，初步探討睡眠剝奪產(chǎn)生促炎性效應的機制。我們的實驗設計具體如下：
　　目的：
　　1.通過對雄性大鼠進行不同時間的REM期睡眠剝奪，觀察睡眠剝奪后大鼠腦不同部位包括海馬、下丘腦、腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)和中縫核群H3

4、K9和H3K4三甲基化水平（H3K9trime、H3K4trime）的表達變化；2.驗證睡眠剝奪不同時長產(chǎn)生的促炎性效應是否一致；3.針對睡眠剝奪產(chǎn)生的促炎性效應結(jié)合H3K9和H3K4三甲基化的變化對其機制進行初步探討。
　　方法：
　　應用WesternBlot檢測H3K9trime和H3K4trime的水平；應用免疫熒光染色，觀察小膠質(zhì)細胞的形態(tài)變化，結(jié)合RT-PCR技術檢測IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS、n

5、NOS的mRNA水平；應用WesternBlot檢測PPAR-γ和ESET/SET db1蛋白的表達變化，并結(jié)合免疫熒光雙標染色的結(jié)果作初步分析。
　　結(jié)果：
　　1. REM期睡眠剝奪后，SD組大鼠易激惹，攻擊行為增多，表現(xiàn)出焦慮的狀態(tài)；SD組大鼠在睡眠剝奪開始后，在進食基本與正常對照組大鼠一致的情況下，體重增長趨勢明顯較Control組緩慢，而且其平均增長量基本為負增長，且SD組之間無統(tǒng)計學差異。
　　2. REM

6、期睡眠剝奪后，SD組大鼠海馬和腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)部位H3K9 trime水平均低于Control組，SD組H3K4trime水平均高于Control組，且SD1d、SD3d、SD6d三組之間相比并無統(tǒng)計學差異。在SD組大鼠下丘腦部位，H3K9 trime水平均低于Control組，H3K4trime水平與Control組相比表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。中縫部位SD組H3K9trime水平均高于Control組，且SD1d、SD3d、SD6d

7、組表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢，SD組H3K4trime水平均高于Control組，且SD1d、SD3d、SD6d組表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢。
　　3. REM期睡眠剝奪后，SD組大鼠海馬部位的小膠質(zhì)細胞活化的細胞數(shù)目均較正常對照組增多，SD1d、SD3d、SD6d組活化程度基本無差別。在下丘腦部位，SD1d組與Control組相比小膠質(zhì)細胞基本無變化，SD3d與SD6d組小膠質(zhì)細胞活化程度較正常對照組明顯升高。REM期睡眠剝奪后，海馬部位I

8、L-1β在SD3d組mRNA水平升高最明顯，TNF-α的mRNA水平僅僅在SD6d時比正常對照組有明顯升高，iNOS的mRNA水平在睡眠剝奪后呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢，在SD6天時升高最明顯，nNOS與IL-6的mRNA水平升高均較明顯，三個SD組升高水平并無差別。與此同時，下丘腦部位促炎性因子IL-1β的mRNA水平SD組均比Control組低，但并無統(tǒng)計學意義，TNF-α的mRNA水平在SD1d和SD6d時比正常對照組有升高，SD3d時

9、TNF-α的mRNA水平比Con組較低，nNOS與IL-6的mRNA水平在SD6d時升高較明顯。4. REM期睡眠剝奪后，SD組海馬PPAR-γ的蛋白表達水平均低于Control組，ESET/SETdb1的蛋白表達水平均高于Control組。而在下丘腦部位，SD1d與SD3d組PPAR-γ的蛋白表達水平較Control組高，但SD6d組PPAR-γ的蛋白表達水平低于Control組，SD組ESET/SETdb1的蛋白表達水平均高于Con

10、trol組。免疫熒光雙標染色結(jié)果顯示，在正常大鼠的海馬部位，H3K9trime在小膠質(zhì)細胞中的表達較穩(wěn)定，其雙標率可達到90％以上。而睡眠剝奪后，當小膠質(zhì)細胞活化明顯時，H3K9trime的表達明顯降低。
　　結(jié)論：
　　REM期睡眠剝奪顯著影響大鼠的行為和體重，其過程中組蛋白修飾調(diào)控的基因及其機制并不單一。REM期睡眠剝奪在大鼠海馬部位造成的促炎性效應較顯著，且與睡眠剝奪時長無關，而在下丘腦部位長時間的睡眠剝奪才能引起明顯