《Brain, Behavior, and Immunity》：IL-1β/IL-1R1 signaling mediates sleep deprivation-induced memory consolidation impairment and is a target for cognitive enhancement in male mice
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•短暂睡眠不足会损害雄性小鼠的海马体依赖性记忆巩固能力。•睡眠不足会提高海马体及血清中的突触型IL-1R1表达水平，并升高IL-1β浓度。•神经元上的IL-1R1是睡眠不足导致记忆障碍的必要因素。•系统性抗IL-1β抗体能够提升正常记忆功能，并防止睡眠不足引发的记忆缺陷。引言睡眠
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短暂睡眠不足会损害雄性小鼠的海马体依赖性记忆巩固能力。
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睡眠不足会提高海马体及血清中的突触型IL-1R1表达水平，并升高IL-1β浓度。
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神经元上的IL-1R1是睡眠不足导致记忆障碍的必要因素。
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系统性抗IL-1β抗体能够提升正常记忆功能，并防止睡眠不足引发的记忆缺陷。
引言
睡眠对于维持认知功能至关重要，尤其对将新形成的记忆转化为稳定的长期记忆表现形式起着关键作用（Rasch和Born，2013；Stickgold，2005；Diekelmann和Born，2010）。大量来自人类和动物研究的证据表明，即使短暂的睡眠中断也会损害多种类型的记忆，其中以海马体依赖性的记忆过程最为脆弱（Abel等人，2013；Vecsey等人，2009）。然而，这种认知脆弱性的分子和细胞层面机制至今尚未完全明确。
在海马体中，记忆巩固依赖于学习后的特定时期内精确调控的突触信号传递和蛋白质合成（Tudor等人，2016；Klinzing等人，2019；Pronier等人，2023；Brodt等人，2023）。睡眠被认为能为这些过程提供最佳的神经化学环境，可能是通过调节特定的受体系统及细胞内信号通路来实现的（Havekes等人，2016；Bolsius等人，2022；Wu等人，2021）。越来越多的证据表明，睡眠不足会改变关键突触蛋白的表达与功能，包括神经递质受体及其相关的信号分子（Vanrobaeys等人，2023；Gaine等人，2021；Bjorness等人，2020）。这些变化可能会干扰突触强化和记忆稳定所必需的分子级联反应。随着蛋白质组学技术的进步，人们已能够全面分析各种生理和病理状态下的突触蛋白变化（Sharma等人，2015；Bayes等人，2011）。这些研究显示，睡眠-觉醒状态会动态调节突触蛋白组，进而可能影响神经回路的功能和认知表现（Noya等人，2019）。识别出睡眠不足引起的特定突触变化，有助于揭示睡眠缺失如何损害记忆巩固的机制，并为认知保护提供潜在的治疗靶点。
在本研究中，我们采用了综合方法，结合可控的睡眠剥夺、海马体依赖性记忆的行为评估以及突触蛋白质组学分析，旨在阐明睡眠缺失与认知功能障碍之间的分子机制。我们重点关注了训练后的关键记忆巩固窗口期，因为这一时期睡眠对记忆稳定尤为重要。
章节摘要
实验动物与伦理说明
所有实验均使用8–10周龄的成年雄性小鼠。行为学、蛋白质组学、细胞因子检测及药理学研究均是在徐州医科大学实验动物中心提供的C57BL/6小鼠身上进行的。对于白细胞介素-1受体1型（IL-1R1）基因敲除研究，则使用了Il1r1flox/flox小鼠（库存编号：028398，来自杰克逊实验室）。本研究中仅使用雄性小鼠，以避免发情周期可能对行为表现和细胞因子水平带来的干扰。
睡眠不足会导致海马体依赖性记忆巩固受损
为探究睡眠缺失的认知后果，我们在小鼠处于主要睡眠状态的亮期（ZT2-6）设计了时间可控的4小时睡眠剥夺实验。该实验采用轻柔处理的方式，在有效阻止小鼠入睡的同时将应激干扰降至最低。认知功能则通过两种互补的行为测试来评估：NOR测试用于检测依赖于边缘皮层的识别记忆功能
讨论
我们的研究阐明了急性睡眠不足破坏海马体依赖性记忆巩固的具体分子途径。我们发现IL-1β/IL-1R1轴在这一过程中起着关键的中介作用，它在训练后的特定时间窗口内调控记忆的稳定过程。这些发现建立了已明确的生理应激信号与睡眠不足带来的特定认知后果之间的机制联系。
本研究的核心发现是——突触型IL-1R1的表达会选择性升高
CRediT作者贡献说明
王兴合：实验验证、方法设计、研究实施、数据分析、数据管理。邓梦秋：实验验证、方法设计、研究实施、数据分析、数据管理。余丹：结果可视化、研究实施、资金筹集、数据分析、数据管理。叶佳乐：实验验证、数据分析、数据管理。倪向伟：实验验证、数据分析、数据管理。陈默：研究实施、数据分析、数据管理。刘苏：研究指导、数据分析。孙佳：论文撰写——原创内容
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了以下机构的资助：中国国家自然科学基金（项目编号：32500779、82401511）；中国江苏省高等学校自然科学研究计划（项目编号：24KJA320007）；江苏省创新创业团队计划（项目编号：JSSCTD202451）。此外还获得了江苏省研究生科研实践创新计划的支持（项目编号：KYCX24_3115）。
Xinghe Wang|Mengqiu Deng|Dan Yu|Jiale Ye|Xiangwei Ni|Mo Chen|Su Liu|Jia Sun|Can Li|Kunwei Wu
