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我的一個(gè)同事，有兩個(gè)特別鮮明的特征。
第一個(gè)是能吃肉，每次聚餐他都能炫好幾大盤子肉；第二個(gè)是能睡覺(jué)，他好像沾上枕頭就能睡著，而且不容易醒。實(shí)在是讓人羨慕。
我從來(lái)沒(méi)想過(guò)他的這兩個(gè)特征之間可能有聯(lián)系，甚至可能隱藏著睡個(gè)好覺(jué)的秘密。
今天，在看完哈佛醫(yī)學(xué)院神經(jīng)學(xué)家Dragana Rogulja發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的論文后[1]，我悟了：原來(lái)吃肉讓他有了好睡眠。
Rogulja團(tuán)隊(duì)以果蠅和小鼠為研究對(duì)象，首次揭示了高蛋白飲食提高睡眠質(zhì)量的機(jī)制。原來(lái)高蛋白飲食可以促進(jìn)腸道細(xì)胞分泌一種叫做CCHa1的神經(jīng)肽，CCHa1進(jìn)入大腦之后可以激活多巴胺能神經(jīng)元，促進(jìn)多巴胺的釋放，抑制震動(dòng)導(dǎo)致的睡眠覺(jué)醒。
論文首頁(yè)截圖
睡眠，尤其是深度睡眠，對(duì)人類的健康非常重要。
太容易被外界干擾喚醒的人，即使睡了一整夜，白天也會(huì)心神不寧，嚴(yán)重影響生活和工作狀態(tài)。長(zhǎng)此以往，甚至?xí)?dǎo)致身體健康惡化。
影響睡眠的因素有很多，除了外界環(huán)境條件之外，還受遺傳條件的調(diào)節(jié)，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多調(diào)節(jié)睡眠的基因[2]。近年來(lái)，也有一些流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，飲食變化與睡眠之間也有一定的關(guān)聯(lián)[3,4]，但是二者之間有沒(méi)有因果關(guān)系并不確定。
作為研究睡眠的神經(jīng)學(xué)家，Rogulja的研究方向是人類如何在睡眠和覺(jué)醒之間可逆切換的，因此她這次打算研究在睡眠期間覺(jué)醒究竟是如何被抑制的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是研究如何維持睡眠，而不被外界干擾喚醒。
Dragana Rogulja（圖源：哈佛醫(yī)學(xué)院）
Rogulja先以果蠅為研究對(duì)象，尋找與睡眠覺(jué)醒有關(guān)的基因。
她們發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)肽CCHa1或其受體CCHa1R被沉默的高覺(jué)醒性表型中，大約85%的果蠅會(huì)在低強(qiáng)度刺激下覺(jué)醒。因此，神經(jīng)肽CCHa1引起了她們的注意。
目標(biāo)基因的篩選過(guò)程
與之前的研究一致，Rogulja和她的同事也發(fā)現(xiàn)CCHa1分布在神經(jīng)細(xì)胞和腸道內(nèi)分泌細(xì)胞中，而且分泌CCHa1的腸道細(xì)胞幾乎是均勻地分布在整個(gè)腸道之中。
分泌CCHa1的細(xì)胞的分布
通過(guò)定向基因沉默，她們發(fā)現(xiàn)只有腸道細(xì)胞的CCHa1與喚醒有關(guān)，沉默腸道細(xì)胞的CCHa1，果蠅睡眠中的喚醒次數(shù)增加。換句話說(shuō)，是腸道細(xì)胞分泌的CCHa1抑制了睡眠中的喚醒。
發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)胞的這一功能之后，Rogulja立即想到飲食可能正是通過(guò)腸道對(duì)睡眠產(chǎn)生影響。
因此，她們立即測(cè)試了糖（葡萄糖、半乳糖和果糖）、脂肪（椰子油、丙酸和己酸）和蛋白質(zhì)（蛋白胨）對(duì)腸道細(xì)胞CCHa1表達(dá)的影響。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CCHa1陽(yáng)性腸道細(xì)胞的活性和這些細(xì)胞中CCHa1的水平，隨著蛋白胨的補(bǔ)充而顯著增加，而補(bǔ)充糖和脂肪則不產(chǎn)生影響。
普通飲食、糖、脂肪和蛋白胨對(duì)CCHa1的影響
在觀察蛋白質(zhì)飲食對(duì)果蠅睡眠覺(jué)醒的影響時(shí)，她們發(fā)現(xiàn)，在飲食中添加蛋白胨的果蠅因震動(dòng)覺(jué)醒的比例只有正常飲食組的一半。如果抑制腸道細(xì)胞分泌CCHa1，高蛋白飲食對(duì)睡眠喚醒的抑制作用也會(huì)被削弱。
以上研究結(jié)果表明，確實(shí)是攝入的蛋白質(zhì)促進(jìn)腸道細(xì)胞產(chǎn)生CCHa1，進(jìn)而抑制睡眠中的覺(jué)醒。
為了檢驗(yàn)上述發(fā)現(xiàn)是否適用于哺乳動(dòng)物，她們又測(cè)試了高蛋白飲食對(duì)小鼠睡眠的影響。
研究結(jié)果與果蠅類似，與吃普通食物的小鼠相比，吃高蛋白食物的小鼠更難被喚醒，糖和脂肪對(duì)睡眠中的覺(jué)醒也沒(méi)有影響。而且她們還注意到，高蛋白飲食對(duì)睡眠的總時(shí)長(zhǎng)沒(méi)有影響，但是快速眼動(dòng)睡眠的總時(shí)間增加。
這意味著，小鼠的睡眠質(zhì)量確實(shí)是提高了。不過(guò)，她們并沒(méi)有在小鼠體內(nèi)檢測(cè)CCHa1的變化。
高蛋白飲食對(duì)小鼠睡眠的影響
在研究的最后，Rogulja團(tuán)隊(duì)又回到果蠅身上，尋找CCHa1調(diào)控的神經(jīng)通路。
他們發(fā)現(xiàn)，腸道細(xì)胞分泌的神經(jīng)肽CCHa1可以激活多巴胺能神經(jīng)元PAMMB441B，導(dǎo)致多巴胺的釋放，進(jìn)而抑制震動(dòng)誘發(fā)的睡眠覺(jué)醒。
雖然很多研究表明多巴胺是促進(jìn)覺(jué)醒的[5]，但是Rogulja團(tuán)隊(duì)團(tuán)隊(duì)的研究表明，多巴胺也可以作用于特定的突觸來(lái)抑制覺(jué)醒。背后的具體機(jī)制，仍有待進(jìn)一步探索。
機(jī)制圖
總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)研究構(gòu)建了一個(gè)蛋白飲食調(diào)控睡眠的模型，對(duì)于后續(xù)研究飲食對(duì)睡眠的影響，有很大的幫助。此外，圍繞這條信號(hào)通路，或許也可以開(kāi)發(fā)一些治療失眠的藥物。
需要指出的是，這個(gè)研究雖然填補(bǔ)了睡眠覺(jué)醒抑制領(lǐng)域的一塊空白，但是還有很多未知有待后續(xù)的研究。例如，調(diào)節(jié)睡眠覺(jué)醒抑制的多巴胺神經(jīng)元亞群到底是哪個(gè)？高蛋白飲食在哺乳動(dòng)物體內(nèi)抑制睡眠覺(jué)醒的信號(hào)通路到底涉不涉及CCHa1等。這些問(wèn)題的解開(kāi)，或許可以幫助我們更好地理解睡眠。
在失眠成為一個(gè)全球性問(wèn)題的今天，你的睡眠好嗎？
參考文獻(xiàn)：
[1].Iris Titos, Alen Juginovi?, Alexandra Vaccaro, et al. A gut-secreted peptide suppresses arousability from sleep. Cell. 2023. doi:10.1016/j.cell.2023.02.022
[2].Sehgal A, Mignot E. Genetics of sleep and sleep disorders. Cell. 2011;146(2):194-207. doi:10.1016/j.cell.2011.07.004
[3].Binks H, E Vincent G, Gupta C, Irwin C, Khalesi S. Effects of Diet on Sleep: A Narrative Review. Nutrients. 2020;12(4):936. doi:10.3390/nu12040936
[4].Godos J, Grosso G, Castellano S, Galvano F, Caraci F, Ferri R. Association between diet and sleep quality: A systematic review. Sleep Med Rev. 2021;57:101430. doi:10.1016/j.smrv.2021.101430
[5].Riemensperger T, Isabel G, Coulom H, et al. Behavioral consequences of dopamine deficiency in the Drosophila central nervous system. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108(2):834-839. doi:10.1073/pnas.1010930108
本文作者丨BioTalker
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