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星形胶质细胞（astrocytes）从单纯的结构支架转变为神经回路和睡眠 - 觉醒动态的关键调节者。本文综述其通过转录组和形态学变化、胶质传递（gliotransmission）、细胞内钙（Ca2?）动态等机制调控睡眠，涉及腺苷（adenosine）、前列腺素 D?（PGD?）等分子，为改善睡眠质量提供新方向。
星形胶质细胞是一类具有星形形态的神经胶质细胞，其广泛的突起与血管和神经元突触紧密接触，形成 “三方突触（tripartite synapse）” 概念。早期受技术限制，其功能未被充分认识，随着基因工具和成像技术的发展，星形胶质细胞作为神经活动的积极参与者逐渐被揭示。
星形胶质细胞的基因表达与昼夜节律调控
在视交叉上核（SCN），星形胶质细胞通过转录 - 翻译负反馈环（TTFL）构成分子钟，调控 CLOCK、BMAL1 等转录因子，影响 period（per）和 cryptochrome（cry）基因表达。GABA 转运体 GAT3 的昼夜节律性表达由星形胶质细胞自主时钟控制，调节细胞外 GABA 水平，进而影响神经元兴奋性。
转录组分析显示，觉醒状态下星形胶质细胞中与细胞外基质和细胞骨架相关的基因（如 gjb6 编码的连接蛋白 30（Cx30））表达上调，促进突起向突触延伸；睡眠时相关基因表达下调，突起回缩。脂肪酸结合蛋白 FABP7 的表达与睡眠巩固相关，其基因突变或缺失会导致睡眠碎片化。
星形胶质细胞的形态学调控：突触覆盖与网络大小
星形胶质细胞的突触覆盖通过 peri synaptic astrocytic processes（PAPs）实现，其形态可塑性由 Cx30 等蛋白调控。睡眠剥夺可诱导 PAPs 向突触间隙延伸，影响谷氨酸的摄取和扩散。
星形胶质细胞通过间隙连接蛋白 Cx30 和 Cx43 形成功能性网络，其大小影响神经元兴奋性。Cx43 缺失会导致夜间嗜睡，而觉醒促进剂莫达非尼可上调 Cx30 表达，增强细胞耦合。神经元活动的变化（如抑制或增强）会相应改变星形胶质细胞网络的大小。
代谢物清除与糖原储存
睡眠与脑代谢物清除密切相关，星形胶质细胞表达的水通道蛋白 AQP4 是淋巴系统的关键组件，其缺失会破坏代谢物清除。睡眠时脑间质空间扩大约 60%，促进 β- 淀粉样蛋白（Aβ）等废物的清除，但不同研究结论存在争议。
星形胶质细胞储存的糖原在觉醒时分解为葡萄糖和乳酸，为神经元提供能量。睡眠期间糖原的补充与消耗存在争议，但糖原代谢异常会影响睡眠 - 觉醒周期的稳定性。
钙信号与睡眠 - 觉醒调节
星形胶质细胞内 Ca2?动态在睡眠 - 觉醒周期中呈现状态依赖性变化，觉醒时 Ca2?水平较高，睡眠时降低，且在不同脑区存在差异。遗传消融 IP?R2 或抑制 STIM1 会导致非快速眼动（NREM）睡眠碎片化，表明 Ca2?信号对睡眠稳态至关重要。
光遗传学和化学遗传学研究显示，不同脑区星形胶质细胞的激活对睡眠 - 觉醒的影响具有区域特异性。例如，下丘脑后部星形胶质细胞的激活促进睡眠，而基底前脑星形胶质细胞的激活延长觉醒。
胶质传递与睡眠调节物质
星形胶质细胞通过 Ca2?依赖的胞吐作用释放腺苷、前列腺素 D?（PGD?）、乳酸等物质调节睡眠。腺苷的释放及其向睡眠促进神经元的作用机制存在争议，但 VLPO 区星形胶质细胞释放的 ATP 经降解为腺苷后可促进睡眠。PGD?通过作用于星形胶质细胞上的 DP1 受体，增强腺苷释放并调节血流。
乳酸通过星形胶质细胞 - 神经元乳酸穿梭（ANLS）为神经元提供能量，还可通过激活 NMDA 受体促进可塑性相关基因表达。此外，星形胶质细胞释放的谷氨酸和 GABA 参与调节神经元同步化和抑制性 tone，影响睡眠结构。
突触调节：修剪、可塑性与睡眠相关下调
星形胶质细胞通过吞噬受体 MEGF10、ABCA1 等介导突触修剪，清除多余突触。睡眠相关突触下调（synaptic downscaling）被认为是维持突触稳态的关键，星形胶质细胞通过调节细胞外谷氨酸水平和 TNFα 释放参与这一过程，但具体分子机制仍需进一步研究。
结论与展望
星形胶质细胞通过基因转录、Ca2?信号、代谢调节、突触覆盖和胶质传递等多重机制，整合能量代谢、睡眠压力和昼夜节律，调控神经元网络和睡眠 - 觉醒周期。其异质性和区域特异性提示未来需深入研究不同脑区星形胶质细胞的功能差异，为睡眠障碍和神经退行性疾病的治疗提供新靶点。当前技术挑战包括提高星形胶质细胞操作的特异性和解析其动态相互作用，未来需结合多组学和先进成像技术进一步揭示其机制。
