探討衰老相關(guān)疾病，迎接重度老齡化（二）
根據(jù)《“十四五”國(guó)民健康規(guī)劃》展望，到2035年我國(guó)人均預(yù)期壽命將達(dá)到80歲以上，那么老年期階段在人生歷程中所占比重將會(huì)越來(lái)越高。在衰老的過(guò)程中，多種與年齡相關(guān)疾病的易感性增加。其中，認(rèn)知功能下降、認(rèn)知功能障礙已成為危害老年人健康和生活的主要問(wèn)題之一，而睡眠則是影響老年人認(rèn)知功能的關(guān)鍵因素之一。前期介紹了衰老與神經(jīng)退行性疾病（如阿爾茨海默癥、帕金森等）之間的作用關(guān)系，本文我們將介紹衰老與睡眠障礙之間的關(guān)系。
1 老化的下丘腦泌素/食欲素（Hcrt/OX）神經(jīng)元過(guò)度興奮致使睡眠碎片化
人類(lèi)睡眠質(zhì)量會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而下降，然而，關(guān)于衰老如何影響睡眠質(zhì)量的潛在機(jī)制仍然難以捉摸。斯坦福大學(xué) Luis de Lecea 實(shí)驗(yàn)室在《Science》期刊發(fā)表了一篇探究“睡眠碎片化”背后神經(jīng)機(jī)制的研究論文。該研究認(rèn)為，在衰老過(guò)程中，過(guò)度興奮的Hcrt/OX神經(jīng)元會(huì)導(dǎo)致睡眠碎片化。盡管老年小鼠促醒Hcrt神經(jīng)元數(shù)量減少，但為了維持原有的功能，該神經(jīng)元會(huì)增加自身的放電頻率，補(bǔ)償性地提高興奮性，故老化的Hcrt神經(jīng)元表現(xiàn)出更頻繁的神經(jīng)元活動(dòng)期。當(dāng)Hcrt神經(jīng)元過(guò)度興奮時(shí)，KCNQ2表達(dá)降低，由KCNQ2/3通道介導(dǎo)的M電流減弱，從而阻礙神經(jīng)元的復(fù)極，導(dǎo)致老年小鼠睡眠不穩(wěn)定（見(jiàn)圖1）。當(dāng)破壞幼年小鼠Hcrt神經(jīng)元中KCNQ2/3基因時(shí)，幼年小鼠也表現(xiàn)出睡眠碎片化現(xiàn)象。該研究闡明了老齡化過(guò)程中出現(xiàn)睡眠碎片化的一個(gè)機(jī)制：年老的Hcrt神經(jīng)元有著更低的興奮性閾值，從而導(dǎo)致睡眠失穩(wěn)。
圖1 高興奮性Hcrt神經(jīng)元在衰老過(guò)程中驅(qū)動(dòng)睡眠不穩(wěn)定
（圖片源自《Science》雜志）
2 衰老增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激水平影響睡眠質(zhì)量
隨著年齡的增長(zhǎng)，緩解細(xì)胞壓力和確保蛋白質(zhì)正確折疊的分子機(jī)制漸漸變得不再穩(wěn)定有效，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊的分泌蛋白積累（即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激）對(duì)真核細(xì)胞有害，并促進(jìn)未折疊的蛋白反應(yīng)（UPR）。有研究認(rèn)為，在衰老過(guò)程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激增加和慢性PERK激活與睡眠和覺(jué)醒質(zhì)量差有關(guān)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與年輕小鼠比較，老年小鼠大腦皮層和海馬區(qū)顯示出更多的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和UPR活性，呈現(xiàn)更多的碎片化睡眠和覺(jué)醒，認(rèn)知功能下降。4-苯基丁酸酯（PBA）作為化學(xué)分子伴侶，可通過(guò)恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。給老年小鼠服用PBA后，覺(jué)醒次數(shù)減少，非快速眼動(dòng)（NREM）睡眠和快速眼動(dòng)（REM）睡眠次數(shù)都減少，但NREM時(shí)間延長(zhǎng)，即老年小鼠睡眠質(zhì)量得到提升（見(jiàn)圖2），認(rèn)知功能也得到改善，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激減輕，UPR信號(hào)傳感器PERK和ATF4激活減少，AKT和CREB活性水平升高。這些結(jié)果表明，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，恢復(fù)蛋白質(zhì)平衡可以改善衰老小鼠的睡眠和認(rèn)知能力。
圖2 PBA改善老年小鼠睡眠
（圖片源自《Aging Cell》雜志）
3 炎癥標(biāo)志物激活誘導(dǎo)年齡相關(guān)睡眠障礙
現(xiàn)有研究表明，在被睡眠剝奪的健康成年人體內(nèi)，單核細(xì)胞產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子（如：IL-6、TNF-α等）水平升高，炎癥反應(yīng)相關(guān)途徑（如：NF-κB/Rel家族）被激活。實(shí)驗(yàn)性睡眠缺失會(huì)促進(jìn)一種促炎轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)譜激活，該表達(dá)譜激活與炎癥相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。睡眠障礙包括主觀(guān)睡眠質(zhì)量差和失眠障礙，有研究發(fā)現(xiàn)在內(nèi)毒素刺激下，主觀(guān)睡眠差的老年人單核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6和TNF-α的水平顯著高于主觀(guān)睡眠質(zhì)量好的老年人；患有失眠障礙的老年人表現(xiàn)出更高水平的免疫激活和交感神經(jīng)系統(tǒng)功能相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子活性（即NF-κB/Rel家族、CREB）。該研究結(jié)果提示，自然發(fā)生的睡眠障礙與老年人單核細(xì)胞產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子增加及炎癥轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)譜激活有關(guān)。
總而言之，衰老破壞機(jī)體內(nèi)環(huán)境平衡，導(dǎo)致老年人睡眠障礙，但其機(jī)制和涉及的分子中間體在很大程度上是未知的。人一生中有三分之一的時(shí)間是在睡眠中度過(guò)，睡眠是機(jī)體復(fù)原、整合和鞏固記憶的重要環(huán)節(jié)，因此，好的睡眠質(zhì)量對(duì)人的身心健康有著至關(guān)重要的作用。探討老年人睡眠障礙機(jī)制，對(duì)于抗衰老并維持健康老年生活具有重大意義。
睡眠剝奪是研究睡眠功能與發(fā)生機(jī)制的重要方法，云克隆可提供睡眠剝奪動(dòng)物模型
造模方法：將老年小鼠置于水池中的倒置花盆平臺(tái)（直徑62.5px）上，該花盆被充滿(mǎn)水的樹(shù)脂玻璃室包圍，可自由獲取食物和水。水溫保持在30±1℃。其中水位僅為表面下75px。時(shí)間為48~72h。
造模方法圖如下：
模型評(píng)價(jià)：
1. Morris水迷宮試驗(yàn)檢測(cè)小鼠學(xué)習(xí)記憶能力
2. 伊文思藍(lán)檢測(cè)血腦屏障通透性
同時(shí)，云克隆開(kāi)發(fā)了上述研究中涉及到的相關(guān)靶標(biāo)產(chǎn)品，靶標(biāo)及核心貨號(hào)如下，供參考：