睡眠的隐秘守护者:大脑免疫细胞维持体温与休息的平衡

一夜支离破碎的睡眠通常让人头昏脑涨、脾气暴躁,但身体依然能保持核心体温稳定,代谢按部就班,免疫系统随时待命。这种悄无声息的稳定并非自动达成。科罗拉多大学博尔德分校的新研究指出,承担大部分工作的是一群出人意料的角色:小胶质细胞,即大脑的常驻免疫细胞。当它们从小鼠体内被清除后,体温开始漂移,睡眠以性别特异的方式瓦解,而损害要等到睡眠本身被片段化后才完全显现。

大脑的常驻免疫细胞

小胶质细胞长期以来被视为大脑的清洁工。它们修剪突触,清除死细胞,并对损伤作出反应。但它们在战略位置上还处于一个交汇点:介于免疫系统与下丘脑之间,而下丘脑正是同时掌管体温调节和睡眠-觉醒周期的结构。这一位置使小胶质细胞成为连接两个系统的合理桥梁,这两个系统紧密耦合,却通常被分开研究。

这项发表在《脑、行为与免疫》杂志上的研究检验了一个具体假设:无论在平常条件下还是在睡眠受到干扰时,维持体温调节和睡眠的稳定都需要小胶质细胞。答案是肯定的,而且它们在雄性和雌性中的工作方式并不相同。

清除守护者之后

研究团队给128只C57BL/6J小鼠喂食一种名为PLX5622的CSF1R抑制剂,两性大致各占一半,从而清除大脑中的小胶质细胞。植入的遥测探针持续追踪核心体温,先经过两周的细胞清除期,再经历连续七天的睡眠片段化。随后,多层统计模型将掺药饲料、动物性别和昼夜时段各自的影响分离开来。

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结果从一开始就呈现性别差异。在雌性中,清除小胶质细胞使治疗最初几天的体温升高,此后体温恢复正常,随后又回落到治疗前的基线水平。在雄性中,PLX5622几乎完全没有改变各项结果指标。同样的操作,两种截然不同的生理反应。

睡眠片段化暴露了不稳定

最引人注目的发现在应激条件下出现。在七天的睡眠片段化期间,没有小胶质细胞的小鼠体温偏低,但出现时间各不相同。雄性在黑暗的活跃期出现体温过低,雌性则在光照期出现。这种特定时段的体温过低指向一个更大的观点:在完整的大脑中,小胶质细胞充当缓冲器,吸收破碎睡眠造成的体温扰动。移除缓冲器,片段化所引发的潜在不稳定就会在体温曲线上显现出来。

将小胶质细胞视为生理应激下的稳态缓冲器,是这项研究的核心结论之一。它还把睡眠片段化这一过去常被视为行为小麻烦的现象,重新定性为大脑免疫细胞会积极防御的生理应激源。

睡眠时长不等于睡眠稳定

这项研究还把通常被当作一回事来讨论的睡眠的两个组成部分拆分开来。在雌性中,清除小胶质细胞增加了总睡眠时间。在雄性中,它减少了睡眠-觉醒转换的次数,意味着睡眠变得更加稳固,中断更少。一个性别睡得更多,另一个性别睡得更稳。

这种分化表明,睡眠的总量和睡眠的稳定性由不同的机制掌管,而小胶质细胞同时握着两根操纵杆,并按性别作出不同调整。这也呼应了睡眠研究中一个更普遍的主题:仅测量总睡眠时间,可能漏掉受干扰的睡眠真正的问题所在。

体温与睡眠的联系

核心体温与睡眠之间存在一条在所有条件下都成立的急剧弯曲的曲线关系。在约35摄氏度(95华氏度)以上,每升高1度,总睡眠时间就减少5至10分钟,这一效应在黑暗的活跃期最为明显。无论饲料如何,这种关系都成立,这表明体温与睡眠是机制性耦合,而非仅仅相关。

这一发现为睡眠研究者长期怀疑的联系提供了量化抓手。它还表明,小胶质细胞调节着睡眠本身对温度的依赖式调控,也就是说,失去小胶质细胞不只是平行地扰乱两个系统,还扰乱了它们之间的耦合。

为何重要

睡眠片段化在现代生活中司空见惯:轮班工作、睡眠呼吸暂停、新生儿照护、医院病房、时差反应。如果小胶质细胞有助于在破碎睡眠期间守住防线,那么任何损害它们的因素,如衰老、慢性神经炎症、某些药物,都可能悄悄同时提高对体温不稳定和睡眠紊乱的易感性。

性别差异同样重要。大量临床前睡眠研究依赖雄性动物,而这项研究表明,小胶质细胞对睡眠和体温的贡献在雌性中有着根本性的不同。性别不是需要控制的混杂因素,而是会改变答案的变量。

这项研究还延续了免疫与睡眠相互作用的悠久研究传统,数十年来,这一研究脉络已经表明免疫信号分子可以促进或抑制睡眠。现在看来,小胶质细胞正是这种信号与日常稳态交汇的关键节点。研究还带有一个实际的警示:调节或清除小胶质细胞的药物,包括目前在一些肿瘤学试验中使用的CSF1R抑制剂,可能对睡眠和体温产生未被充分认识的影响。

局限

这项研究在近交系小鼠品系中完成,而小鼠不是人类。PLX5622是整体清除小胶质细胞,而不是沉默特定功能,因此结果展示的是没有这些细胞时会发生什么,而非确切说明小胶质细胞的哪项工作最为关键,而且该药物还可能产生小胶质细胞之外的影响。睡眠是根据基于遥测的行为指标推断的,而非脑电图定义的睡眠分期,因此可能遗漏更精细的结构。连接小胶质细胞与体温的分子通路,很可能是经由下丘脑环路传递的细胞因子信号,仍有待查明。最后,数据需要申请才能获取,而非存放在公共存储库中。

结论

小胶质细胞不只是等待损伤的免疫哨兵。它们是日常的稳态调节者,帮助维持体温平稳和睡眠稳定,而且它们在这项工作中表现出性别差异。睡眠片段化让它们的作用显现出来。这一结论将睡眠中的大脑重新定义为一种神经免疫器官,并提示破碎睡眠与体温不稳定是同一潜在过程的两个症状。

婷 翻译

Source

Steele N, Mannino GS, Green TRF, Beauregard LL, Szewczak M, Murphy SM, Opp MR, Rowe RK. Microglia regulate sleep and thermoregulatory stability. Brain Behav Immun. 2026 Jul 30:106937. doi:10.1016/j.bbi.2026.106937. PMID 42532441.

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