睡眠驱动而非睡眠总量增加癫痫发作风险：果蝇模型揭示5HT1A受体的关键调控作用

本研究针对睡眠剥夺如何加剧癫痫发作这一临床难题，通过果蝇癫痫模型结合自动化视频追踪技术，首次揭示睡眠驱动（sleep drive）而非睡眠总量是癫痫发作风险的关键决定因素。研究人员发现睡眠促进回路（如dFB和MB）的过度激活会通过下调5HT1A受体增加全脑兴奋性，而FDA批准的5HT1A激动剂丁螺环酮可有效缓解发作。该研究为理解睡眠-癫痫关系提供了新范式，并为靶向睡眠驱动的抗癫痫治疗提供理论依据。

　　

睡眠与癫痫的关联自古希腊时代就有记载，现代临床观察发现睡眠剥夺是癫痫患者最常见的发作诱因之一。然而，睡眠究竟通过何种机制影响癫痫发作？传统观点认为睡眠总量减少是主要因素，但这一假设无法解释临床中睡眠时长与发作风险的复杂关系。更令人困惑的是，某些促进睡眠的药物反而会加重癫痫发作，暗示睡眠调节过程本身可能独立影响神经兴奋性。这些矛盾现象提示，需要建立更精确的模型来解析睡眠与癫痫的因果关系。

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院（Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania）的研究团队选择果蝇作为模式生物，利用其丰富的遗传工具和高度保守的睡眠调控机制展开研究。通过开发"慢性视频追踪-机器学习"分析系统CynthiSeize，首次实现了对果蝇自发癫痫发作的自动化检测，并结合光遗传学、钙成像和单细胞转录组等技术，系统揭示了睡眠驱动通过5HT_1A受体调控癫痫发作的神经机制。相关成果发表于《Nature Communications》。

研究主要采用四项关键技术：1）建立bang-sensitive癫痫模型（tko^25t和easp^c80f突变体）和药理学诱导模型（匹鲁卡品）；2）开发自动视频分析平台定量发作各阶段（强直期、阵挛期等）持续时间；3）运用TrpA1热遗传学和GtACR1光遗传学调控特定神经环路；4）通过nsyb-Gal4>CaLexA系统进行全脑钙成像。

睡眠限制加重诱发发作
通过咖啡因处理、短睡眠突变体（sss²）杂交等多种方法限制睡眠，发现所有导致睡眠驱动增加（通过p(Doze)指标评估）而非单纯减少睡眠时长的干预，均显著延长强直-阵挛发作时间。意外的是，GABA_A受体激动剂加波沙朵虽增加睡眠却加重发作，而睡眠诱导基因nemuri过表达则完全阻断发作，提示睡眠量与发作风险可分离。

自发发作视频追踪平台的建立
新开发的CynthiSeize算法通过运动轨迹分析识别自发发作，证实睡眠剥夺使tko^25t和easp^c80f突变体的发作频率增加10倍。发作前3小时睡眠减少与致死性发作显著相关，这一现象在匹鲁卡品诱导的野生型发作模型中也得到验证。

睡眠驱动而非睡眠总量控制发作严重度
通过比较不同热遗传学干预发现：激活c584>TrpA1神经元（导致睡眠反弹组）显著增加发作时间，而激活Tdc2>TrpA1（无睡眠反弹组）虽同等程度减少睡眠却不影响发作。关键区别在于前者显著提高p(Doze)值（睡眠驱动指标），证实发作风险与睡眠驱动而非睡眠量直接相关。

睡眠促进回路调控发作
全脑筛查显示：急性激活dFB（104y>TrpA1）、MB（201y>TrpA1）等睡眠促进回路会加重发作，即使总睡眠量不变。钙成像显示睡眠剥夺导致这些区域及全脑钙信号增强，其中dFB的5HT_1A受体表达显著下调。光遗传学抑制dFB/MB（23E10,201y>GtACR1）可抵抗咖啡因的促发作效应。

5HT_1A介导睡眠驱动对发作的影响
单细胞转录组发现睡眠剥夺选择性下调dFB的5HT_1A受体。实验证实：5HT_1A激动剂8-OH-DPAT通过抑制睡眠促进神经元降低发作风险，而RNAi敲低dFB的5HT_1A则增加睡眠并减少发作。FDA批准的5HT_1A部分激动剂丁螺环酮可抵消睡眠剥夺的促发作作用。

这项研究颠覆了传统认知，首次证明睡眠稳态的代偿机制本身会通过5HT_1A受体依赖的神经环路重组增加癫痫易感性。发现睡眠促进回路（dFB/MB）的过度激活是连接睡眠剥夺与全脑兴奋性升高的关键环节，为"睡眠-癫痫恶性循环"提供了机制解释。临床转化方面，研究不仅解释了为何某些促眠药物可能加重癫痫，更重要的是提出靶向5HT_1A受体的精准干预策略，为开发新型抗癫痫药物提供方向。该成果对理解睡眠障碍与神经系统疾病的共病机制也具有广泛启示意义。