乌普萨拉大学（Uppsala University）的研究人员在一项新的研究中证实，仅一晚上睡眠不足将会对人体基因表达和代谢的调节产生组织特异性影响[1]。这或许可以解释为什么轮班工作和长期睡眠不足会损害我们的新陈代谢，并对我们的身体组织产生负面影响。这项研究发表在科学杂志《科学进展》上。
流行病学研究表明，长期睡眠不足或从事轮班工作的人患肥胖症和2型糖尿病的风险较高。其他相关研究也表明，睡眠中断与体重增加有关联。脂肪的积累会随着肌肉的减少而增加，这种情况本身就会导致许多不良后果。乌普萨拉和其他小组的研究人员在早期的研究中发现，由骨骼肌和脂肪组织调控的代谢功能受到睡眠和昼夜节律的影响。然而，到目前为止，睡眠不足本身是否会在组织水平上引起分子变化，从而增加不良体重增加的风险还不得而知。
在这项新研究中，研究人员对15名体重正常的健康人进行了研究。按照随机顺序，参与者在一组实验中睡了一个正常的晚上（超过8小时），而在另一组实验中，他们整晚都没睡。在每晚干预后的第二天早上，从参与者的皮下脂肪和骨骼肌中提取小组织样本（活检）。这两种组织在肥胖和糖尿病等情况下经常表现出代谢紊乱。与此同时，还同时采集了血液样本，以便对一些代谢物的组织成份进行比较。这些代谢物包括糖分子，以及不同的脂肪酸和氨基酸。 这些组织样本被用于多种分子检测。在检测中，首先发现睡眠不足导致了DNA甲基化的组织特异性改变，这是一种调节基因表达的机制。DNA甲基化是一种所谓的表观遗传修饰，涉及到调节体内每个细胞的基因是如何开启或关闭的，它同时受到遗传因素和环境因素的双重影响，比如体育锻炼。
领导小组研究的Jonathan Cedernaes 说：“我们的研究小组率先证明，急性睡眠缺失本身就会导致所谓的生物钟基因的表观遗传改变，这些基因在每个组织中调节其昼夜节律。睡眠不足会导致组织特异性的DNA甲基化程度的改变，这种改变会在人类基因组中传播。我们对肌肉和脂肪组织的平行分析发现，DNA甲基化并没有受到相同的调节，以应对急性睡眠不足。只有在脂肪组织中看到DNA甲基化的变化，特别是类似肥胖症和2型糖尿病等代谢条件下甲基化水平也发生改变的基因。”
“在本研究中，我们观察到响应睡眠丧失的组织炎症增加的分子标记。然而，我们也看到了特殊的分子特征，表明脂肪组织试图在睡眠不足后增加其储存脂肪的能力，也观察到了骨骼肌中骨骼肌蛋白质同时分解的迹象，也被称为分解代谢。我们还注意到骨骼肌中涉及处理血糖的蛋白质水平的变化，这可以帮助解释为什么参与者的葡萄糖敏感性在睡眠不足后受损。总之，这些观察可能至少提供了关于为什么慢性睡眠减少和轮班工作会导致体重增加以及2型糖尿病风险的部分机制上的见解。“
“研究一个或更多个恢复睡眠的夜晚在多大程度上能使我们在组织水平上观察到的由于睡眠不足导致的新陈代谢正常化将是很有趣的。同时，饮食和运动也是可以改变DNA甲基化的因素，因此这些因素可能被用来抵消睡眠减少带来的不利代谢影响。”
由于研究人员只研究了一夜失眠对于人体的影响，因此不知道其他形式的睡眠或昼夜节律错位的破坏会如何影响参与者的组织代谢。[2]
[1]Jonathan Cedernaes, Milena Schönke, Jakub Orzechowski Westholm, Jia Mi, Alexander Chibalin, Sarah Voisin, Megan Osler, Heike Vogel, Katarina Hörnaeus, Suzanne L. Dickson, Sara Bergström Lind, Jonas Bergquist, Helgi B Schiöth, Juleen R. Zierath, Christian Benedict. Acute sleep loss results in tissue-specific alterations in genome-wide DNA methylation state and metabolic fuel utilization in humans. Science Advances, 2018; 4 (8): eaar8590 DOI: 10.1126/sciadv.aar8590
[2]Uppsala University. "How sleep loss may contribute to adverse weight gain." ScienceDaily. ScienceDaily, 23 August 2018. from www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180823095946.htm
