睡眠占据着人类约1/3的时间,是十分重要的生理过程。当前社会睡眠障碍形势严峻,睡眠质量差或达不到所推荐的睡眠时长比比皆是,长期倒班工作者数量庞大,而生物节律的紊乱会影响睡眠,睡眠障碍的患者多伴有精神障碍,其中得到诊断和治疗的患者少之又少。这种社会现状值得我们重视,近来有大量的临床实验表明睡眠不足会影响机体的认知功能,包括注意力下降,工作记忆能力受损,感知迟钝等等;睡眠不足抑制机体的免疫功能,产生明显的促炎性效应;流行病学调查显示,睡眠不足或节律失调均会增加心脏疾病的发生率;由于睡眠不足和节律紊乱均会影响糖的代谢过程和机体的正常激素分泌,糖尿病的发病率也明显上升;睡眠障碍常伴随于神经变性疾病的发生发展,目前常作为一个突破点用于改善神经变性疾病的治疗。由于啮齿类动物的睡眠周期和阶段类似人类,所以目前的研究大多选择啮齿类动物,目前有急性、慢性睡眠剥夺两种模式存在,多模拟社会现状而产生,而睡眠剥夺的方法也各具特色及不足。关于睡眠不足产生危害的机制,大量研究众说纷纭,又睡眠的生理机制现在都未确定,一直没有一个统一确切的说法。经过慎重考虑,结合相关文献,主要研究相关基因转录调控的表观遗传学或许能够带来新的发现,所以我们的研究从组蛋白修饰入手,又促炎性效应影响机体的各个方面,初步探讨睡眠剥夺产生促炎性效应的机制。我们的实验设计具体如下:目的1.通过对雄性大鼠进行不同时间的REM期睡眠剥夺,观察睡眠剥夺后大鼠脑不同部位包括海马、下丘脑、腹内侧前额叶皮质和中缝核群H3K9和H3K4三甲基化水平(H3K9trime、H3K4trime)的表达变化;2.验证睡眠剥夺不同时长产生的促炎性效应是否一致;3.针对睡眠剥夺产生的促炎性效应结合H3K9和H3K4三甲基化的变化对其机制进行初步探讨。方法应用Western Blot检测H3K9trime和H3K4trime的水平;应用免疫荧光染色,观察小胶质细胞的形态变化,结合RT-PCR技术检测IL-1β、IL-6、TNF-α、i NOS、n NOS的m RNA水平;应用Western Blot检测PPAR-γ和ESET/SET db1蛋白的表达变化,并结合免疫荧光双标染色的结果作初步分析。结果1.REM期睡眠剥夺后,SD组大鼠易激惹,攻击行为增多,表现出焦虑的状态;SD组大鼠在睡眠剥夺开始后,在进食基本与正常对照组大鼠一致的情况下,体重增长趋势明显较Control组缓慢,而且其平均增长量基本为负增长,且SD组之间无统计学差异。2.REM期睡眠剥夺后,SD组大鼠海马和腹内侧前额叶皮质部位H3K9 trime水平均低于Control组,SD组H3K4trime水平均高于Control组,且SD 1d、SD 3d、SD 6d三组之间相比并无统计学差异。在SD组大鼠下丘脑部位,H3K9 trime水平均低于Control组,H3K4trime水平与Control组相比表现出先升高后降低的趋势。中缝部位SD组H3K9trime水平均高于Control组,且SD 1d、SD 3d、SD 6d组表现出逐渐升高的趋势,SD组H3K4trime水平均高于Control组,且SD 1d、SD 3d、SD 6d组表现出逐渐降低的趋势。3.REM期睡眠剥夺后,SD组大鼠海马部位的小胶质细胞活化的细胞数目均较正常对照组增多,SD 1d、SD 3d、SD 6d组活化程度基本无差别。在下丘脑部位,SD 1d组与Control组相比小胶质细胞基本无变化,SD 3d与SD 6d组小胶质细胞活化程度较正常对照组明显升高。REM期睡眠剥夺后,海马部位IL-1β在SD3d组m RNA水平升高最明显,TNF-α的m RNA水平仅仅在SD6d时比正常对照组有明显升高,i NOS的m RNA水平在睡眠剥夺后呈现出逐渐升高的趋势,在SD6天时升高最明显,n NOS与IL-6的m RNA水平升高均较明显,三个SD组升高水平并无差别。与此同时,下丘脑部位促炎性因子IL-1β的m RNA水平SD组均比Control组低,但并无统计学意义,TNF-α的m RNA水平在SD1d和SD6d时比正常对照组有升高,SD3d时TNF-α的m RNA水平比Con组较低,n NOS与IL-6的m RNA水平在SD6d时升高较明显。4.REM期睡眠剥夺后,SD组海马PPAR-γ的蛋白表达水平均低于Control组,ESET/SETdb1的蛋白表达水平均高于Control组。而在下丘脑部位,SD 1d与SD3d组PPAR-γ的蛋白表达水平较Control组高,但SD 6d组PPAR-γ的蛋白表达水平低于Control组,SD组ESET/SETdb1的蛋白表达水平均高于Control组。免疫荧光双标染色结果显示,在正常大鼠的海马部位,H3K9trime在小胶质细胞中的表达较稳定,其双标率可达到90%以上。而睡眠剥夺后,当小胶质细胞活化明显时,H3K9trime的表达明显降低。结论REM期睡眠剥夺显著影响大鼠的行为和体重,其过程中组蛋白修饰调控的基因及其机制并不单一。REM期睡眠剥夺在大鼠海马部位造成的促炎性效应较显著,且与睡眠剥夺时长无关,而在下丘脑部位长时间的睡眠剥夺才能引起明显的促炎性效应。REM睡眠剥夺可能是通过ESET和PPAR-γ的共同作用直接或间接影响H3K9三甲基化的修饰水平,从而对目的基因包括促炎性因子或小胶质细胞的活化进行调控。