不眠科学:苍蝇显示睡眠与免疫系统之间的联系

如果有几个晚上睡眠不足，你就更容易生病，但科学家们还没有真正解释睡眠与免疫系统之间的关系。现在，斯坦福大学医学院的研究人员发现，果蝇可以提供答案。

到目前为止，他们所了解到的是，生病和睡眠中断可能是双向的:生病的苍蝇不能睡觉，而睡眠不足使它们更容易受到感染。

微生物学和免疫学助理教授大卫·施耐德博士说:“当苍蝇生病时，它们停止睡觉。”“睡眠中断反过来会扰乱免疫系统，使他们受到更严重的感染，并从那里进入‘死亡螺旋’。”’”施耐德是一项关于苍蝇睡眠模式的研究的资深作者，该研究将发表在5月15日的《科学》杂志上当代生物学。

施耐德与博士后学者Mimi Shirasu-Hiza博士(该研究的第一作者)一起研究了疾病和睡眠模式之间的联系，他们用两种细菌中的一种感染果蝇——肺炎链球菌和单核增生李斯特菌。

受感染的苍蝇失去了它们的“白天”和“夜晚”活动模式，这是一天中发生的规律变化的一部分，称为昼夜节律。未受感染的果蝇在12小时的高活动和12小时的低活动之间交替。研究人员发现，患病果蝇的睡眠时间和持续睡眠时间都少于健康果蝇。研究人员总结说，他们基本上只是睡得不好。

研究人员不能肯定地说，是否大脑的中央时钟(苍蝇大脑中显示昼夜节律基因活动的区域)被打乱是导致患病苍蝇出现变化的原因。但患病苍蝇的行为看起来很像那些控制昼夜节律的基因被打乱的苍蝇。

所以下一步，确认苍蝇在感染时损失睡眠后，是为了问匡威：当睡眠被扰乱时，会影响免疫力“

挑战在于如何扰乱果蝇的睡眠。施耐德试着制造一台机器来随机冲撞苍蝇。施耐德说:“它真正擅长的就是在房间里扔管子。”“而且它太有规律了，苍蝇已经习惯了，所以它们可以小睡。”

另一种选择是让果蝇处于连续光照下。但施耐德和Shirasu-Hiza认为，更好的方法是转向几十年前分离的已建立的蝇类菌株，这些菌株在控制昼夜节律的基因中存在干扰。在这种情况下，这些突变果蝇可以被保存在与正常果蝇完全相同的光照和温度条件下。

他们观察了两种基因中的一种有缺陷的果蝇，这两种基因分别是“永恒”和“周期”。他们发现，失去这两个基因中的任何一个功能，果蝇对细菌感染更敏感，这些患病的果蝇的死亡速度明显快于对照组，后者的寿命是患病果蝇的2到4倍。

施耐德说:“我们想知道生物钟是如何知道动物被感染的，免疫系统又是如何知道你没有睡好觉的。”"这些信息是如何来回传送的"

他们的发现也提出了这样一个问题:为什么感染了这种病毒的果蝇会改变睡眠模式?研究人员推测，从进化的角度来看，可能有一些微生物在睡眠受到干扰时能更好地抵抗，尽管他们在当前研究中测试的两种微生物显然不是这样。“我们认为这就是苍蝇这么做的原因，”施耐德说，“但这有时是好事，有时是坏事。”

建立他们的调查结果，他们可以开始回答这些问题。Shirasu-Hiza将用其他昼夜节律基因缺失测试突变体。

他们希望他们的工作能激发脊椎动物研究人员探索睡眠和免疫之间相互作用的分子基础。

“很酷的是，很多生物钟基因保存在苍蝇和脊椎动物之间;我们有‘周期’和‘永恒’，”施耐德说。“和往常一样，它的工作方式并不完全相同，但苍蝇所做的是让我们找到参与这一过程的基因，然后弄清楚它们是如何在人类身上起作用的。”苍蝇对勘探很有帮助。”

资料来源:斯坦福大学医学中心

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