揭秘睡眠的奥秘—高效修复神经元DNA损伤

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俗话说，“熬夜一宿，魂都要丢”，俗话又说“中午不睡，下午崩溃”，睡觉对我们人甚至其他动物来说都是至关重要的。如果每天24个小时，8个小时用来睡觉，这么算下来人的一生1/3的时间都在睡眠中度过了。然而，我们每天身处快节奏的忙碌生活之下，为什么还要“浪费”很多时间用来睡觉呢？对于这个问题，研究者进行了不断的探索。近日，发表在《Nature Communications》杂志上的一项研究中，以色列巴伊兰大学的研究员发现睡眠可以增强单一神经元的染色体活力从而减少累积的DNA损伤，揭示了睡眠是怎样影响大脑单个神经元正常运作的。接下来，就让小编带领大家一起简单地回顾一下这篇文章。

实验方法概述

研究人员采用高分辨率的双光子或共聚焦显微镜观察斑马鱼活幼虫清醒和睡眠时神经元内的染色体动态变化。为了能够观察到斑马鱼中染色体的动态变化，一种端粒标记物EGFP-Terfa被表达在斑马鱼幼虫的神经元中。图1表示EGFP-Terfa表达后的斑马鱼成像结果。

图1

论文的主要结果

1．睡眠可以增加神经元染色体的活性。图2表示斑马鱼在白天和晚上神经元中染色体的活性指标，颜色越黄表示活性越大，可以明显看出，与白天清醒相比，夜晚睡眠状态下染色体活力大幅提升。具体来说，Te和Rh神经元中的染色体活性，夜晚是白天的将近2倍！

图2

2.在清醒时，神经元内DNA双链断裂（DNA double-strand breaks，DSBs）不断累积，染色体动力很低，而在睡眠时身体处于休息状态，染色体活跃增加，可以显著降低清醒时积累的DSBs。 研究结果如图3所示，图3b、c表示斑马鱼白天和夜晚DSBs的数量，可以看到与白天相比，夜晚的DSBs数量大幅降低（图中红色表示DSBs）；图3d表示一天24小时不同时间段的DSBs数量（用γH2AX标志物表示）和染色体活性（图中V），同样可以看到，夜晚（阴影部分）染色体活性增大而DSBs数量降低，白天则相反。

图3

最后，作者用一个很形象的图（图4）来阐释斑马鱼处于清醒（白天）和睡眠（夜晚）两种状态时神经元的活动特性，即白天清醒状态神经元的染色体活力降低，伴随着DSBs数量增加，而夜晚睡眠状态神经元染色体活力增加，伴随着DSBs数量的降低。

图4

总之，本篇文章揭示了睡眠、染色体动力学和神经元活动之间的因果关系，即睡眠可以增强神经元中染色体的活力，降低白天积累的DNA损伤。这似乎可以解释为什么我们大睡一觉之后感觉神清气爽，头脑清醒。所以，在这里希望大家不要熬夜，保持足够睡眠。