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为探究 AQP4 极化在褪黑素（Mel）对抗睡眠限制（SR）致脑功能障碍中作用，研究人员构建小鼠模型开展研究。结果显示 Mel 可改善 SR 诱导的认知及 AQP4 极性受损，在 AQP4 敲除小鼠中该作用消失。这揭示了 Mel 保护机制，为防治相关脑损伤提供新思路。
慢性睡眠限制（SR）会损害大分子毒性代谢物的类淋巴清除，这与水通道蛋白 4（AQP4）血管周围极化的丧失有关。褪黑素（Mel）已被证明能维持 AQP4 极化的昼夜节律。然而，AQP4 极化在 Mel 对 SR 诱导的脑功能障碍的保护作用中所扮演的角色仍不明确。
在本研究中，研究人员利用改良的转棒式睡眠限制小鼠模型，证实了 SR 对海马体短期记忆缺陷和 AQP4 定位错误存在时间依赖性影响。随后的实验描述了 Mel 改善 SR 诱导的认知功能损伤和 AQP4 极性的剂量依赖性模式。脑脊液示踪实验表明，Mel 处理增强了睡眠限制小鼠的类淋巴运输，并降低了海马体中 β - 淀粉样蛋白（amyloid-beta）和磷酸化 tau 蛋白水平。此外，Mel 显著减少了睡眠限制小鼠海马体中的神经胶质细胞活化、促炎细胞因子产生和突触蛋白丢失。
然而，在 AQP4 基因敲除小鼠中，Mel 对上述 SR 诱导的病理生理改变的保护作用在很大程度上被消除。从机制上讲，Mel 激活维生素 D 受体，进而上调肌营养不良蛋白相关复合物的关键成分 ——α - 肌营养不良结合蛋白（DTNA，Dystrobrevin Alpha）的表达，从而在慢性睡眠限制条件下恢复 AQP4 极化。这一发现表明，AQP4 介导的淋巴清除对于 Mel 对抗慢性睡眠限制诱导的脑损伤是必要的。
