著名院士PNAS：为什么睡眠不足脾气坏？

　　

生物通报道：如果你开夜车或熬夜追剧，那么在第二天你可能会感觉脾气暴躁。如果你连续几个星期或几个月没有得到足够的睡眠，你可能会患上抑郁症或其他长期的情绪问题。最近，霍华德休斯医学研究所（HHMI）的研究人员，已经发现了这背后的一个可能的原因。

HHMI研究员、世界著名转化神经遗传学家、美国国家医科院院士、美国国家科学院院士Louis Ptáček和加州大学旧金山分校的Ying-Hui Fu博士，发现了一个基因，可能是我们的情绪和生物或昼夜节律钟（决定着我们何时醒来、何时入睡）之间的一个分子交叉点。这项研究发表在2016年2月22日的《PNAS》杂志。

Ptáček说：“如果我们没有得到足够的睡眠，就会有无数的健康后果，包括影响我们的心理健康。”例如，值夜班的人，更易患各种疾病，包括抑郁症等心理疾病。到目前为止，科学家们还不能够确定一种分子机理，来解释“我们生物钟的改变如何会引发情绪障碍”。

研究人员在对一个家庭的三名成员（有家族性睡眠状态提前综合征，FASP）进行研究时，引发了兴趣。FASP患者是极端喜欢早起的人，在早上5:30以前自然醒来，有时是凌晨2点。Ptáček表示，因为这些人得到了正常量的睡眠，FASP也不能被认为是一种疾病。事实上，有一些患FASP的人也陶醉于他们每天第一个开始工作。然而，起的这么早也有其缺点，尤其是在一个大多数人比FASP患者晚起和晚睡的世界里。此外，研究人员检测的所有三个家庭成员，都表现出了季节性情感障碍的迹象，这是一种情感障碍，患者在每年的同一时间变得抑郁，通常是在白天变短的冬季。

Ptáček、Fu和同事在这些家庭成员之间发现了另一个相似性——他们都携带一个生物钟基因PER3的错误版本。为了调查这个基因在研究受试者季节性情感障碍中的作用，研究人员制备了携带两份缺陷PER3拷贝的转基因小鼠。不同于人类，小鼠主要在白天睡觉，在晚上活动。科学家们通过测量它们何时开始和停止跑转轮，追踪它们的活动。

当小鼠被暴露在每天12小时的光照时，与对照组小鼠相比，转基因小鼠在同一时间更为活跃。然后研究人员模拟了冬季短日照期间发生的事情，这可引起季节性情感障碍，每天只为啮齿类动物提供四小时的光照。基因改良的小鼠开始和停止转动跑轮的时间，比对照组小鼠晚了四个小时，这表明PER3的错误版本改变了动物的昼夜节律。

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研究小组下一步试图评估小鼠的情绪。Ptáček说，确定一个人是否是抑郁症，需要心理学家或精神病学家的深入考察，研究人员不能对动物做出同样的诊断。然而，小鼠可能显示出一些与抑郁症患者相同的行为。衡量一只啮齿类动物情绪的一种方式是，通过抓住它的尾巴悬挂着摇晃它。相比较正常的小鼠，“抑郁”的动物会停止挣扎。该团队发现，在这个测试中，与对照组小鼠相比，转基因小鼠更迅速地放弃挣扎。跟抑郁症患者一样，携带错误PER3的小鼠显示出异常的睡眠模式。Ptáček说：“在冬季短日长光照中的人发展出一种情绪障碍，小鼠重现了这一切。这是一个相当重要的发现。”

但是研究人员在这些实验中使用的小鼠，不同于FASP患者。除了PER3的两个错误拷贝之外，小鼠也有该基因的两个正常拷贝。为了证实他们在更接近于人类FASP受试者的啮齿类动物中的研究结果，研究人员分析了一组不同的、缺乏PER3的小鼠。当这些动物每天被暴露在四小时的光照时，它们也表现出类似抑郁的症状。例如，抑郁症患者经常放弃他们曾经喜欢的活动。与正常对照组小鼠相比，缺失PER3的啮齿类动物表现出相似的冷漠、喝较不甜的水。Ptáček说：“老鼠似乎并不喜欢一些让人富于乐趣的事情。”

他说：“每个人都认为，睡眠和抑郁症之间存在关联，但一直没有人能够找到一个生物环节。我们认为，PER3是情绪相关通路和生物钟之间的一种关联。Ptáček说，这个基因到底如何连接这些途径，尚不确定，但它可能有助于控制小鼠和人类应对随季节变化的不同光照量。他指出，虽然该研究结果并不能指出情绪障碍的特殊疗法，但是它们可能引导研究人员朝着正确的方向前进。“随着我们的了解更多，我们对于生物学的认识将使我们能够更理性地寻找药物，来治疗季节性情感障碍。”

在这项研究之前，关于睡眠不足对健康的影响，已有多项研究报道，盘点如下：

睡眠质量差加速癌细胞生长
科学家们发现，睡眠质量差会加速癌细胞的生长，提高肿瘤的侵袭能力，抑制免疫系统控制和清除早期癌细胞的能力。文章于2014年一月二十一日发表在Cancer Research杂志上。睡眠质量差加速癌细胞生长

小时候睡眠不足的重要影响
宾州大学Amita Sehgal教授领导的研究团队发现，使新生果蝇缺乏睡眠会大大降低它们繁衍后代的能力。这项研究首次在动物模型中，展示了幼年睡眠不足与成年后行为的关联。文章发表在2014年4月份的的Science杂志上。Science：小时候睡眠不足的重要影响

睡眠不足影响你的代谢组
科学家们发现，代谢组在一天中的不同时刻并不相同，而睡眠剥夺会对代谢组产生显著的影响。这项研究于2014年七月七日发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上，人们可以在此基础上，选择最佳的时间点进行疾病的检测和治疗，例如癌症、心脏病等。PNAS：睡眠不足影响你的代谢组

好睡眠让干细胞保持年轻
来自德国的研究人员发现，环境压力是推动成体造血干细胞中DNA损伤的一个主要因素，由此得出结论良好的夜间睡眠可以让你的干细胞保持“年轻”。他们的研究成果发表在《自然》（Nature）杂志上。Nature：好睡眠让干细胞保持年轻

睡眠不足对干细胞影响很大
骨髓移植也称为造血干细胞移植，这一过程受到许多因素的影响，不过人们对此还知之甚少。研究人员发现，剥夺小鼠供体四小时的睡眠，就会使供体干细胞的再生能力降低一半以上。这项研究发表在2015年十月十四日的Nature Communications杂志上。Nature子刊：睡眠不足对干细胞影响很大

缺乏睡眠会动摇生命的根基
田纳西大学的研究团队发现，缺乏睡眠不仅会令人感到非常疲惫，还会干扰生命的基本过程，影响身体发育、生理适应甚至大脑活性。这项研究发表在最近的Plant Cell杂志上。缺乏睡眠会动摇生命的根基

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
A PERIOD3 variant causes a circadian phenotype and is associated with a seasonal mood trait
Abstract：In humans, the connection between sleep and mood has long been recognized, although direct molecular evidence is lacking. We identified two rare variants in the circadian clock gene PERIOD3 (PER3-P415A/H417R) in humans with familial advanced sleep phase accompanied by higher Beck Depression Inventory and seasonality scores. hPER3-P415A/H417R transgenic mice showed an altered circadian period under constant light and exhibited phase shifts of the sleep-wake cycle in a short light period (photoperiod) paradigm. Molecular characterization revealed that the rare variants destabilized PER3 and failed to stabilize PERIOD1/2 proteins, which play critical roles in circadian timing. Although hPER3-P415A/H417R-Tg mice showed a mild depression-like phenotype, Per3 knockout mice demonstrated consistent depression-like behavior, particularly when studied under a short photoperiod, supporting a possible role for PER3 in mood regulation. These findings suggest that PER3 may be a nexus for sleep and mood regulation while fine-tuning these processes to adapt to seasonal changes.