小胶质细胞调节睡眠和体温调节稳定性

《Brain, Behavior, and Immunity》：Microglia regulate sleep and thermoregulatory stability

　　

小胶质细胞（microglia）调节睡眠稳定性和体温调节（thermoregulatory）稳态。小胶质细胞耗竭（depletion）会以性别和昼夜时间依赖性方式改变睡眠和体温。睡眠碎片化（sleep fragmentation）揭示出小胶质细胞依赖性的体温调节不稳定。体温（body temperature）在光照和黑暗期非线性地预测睡眠。小胶质细胞调节温度依赖性睡眠调控。

**研究背景与问题**
睡眠是维持生理稳态的基础过程，但慢性睡眠限制在现代社会日益普遍，约30%成人睡眠不足7小时，近三分之一有失眠症状。睡眠不足不仅表现为总睡眠时间减少，更常以睡眠碎片化（反复觉醒）形式出现，后者破坏睡眠连续性并激活炎症反应。核心体温（core body temperature）与睡眠紧密耦合：体温下降先于并促进睡眠启动，而环境温度变化可调节睡眠结构。然而，连接体温调节与睡眠的细胞机制，尤其在睡眠碎片化条件下，尚不明确。小胶质细胞（microglia）作为脑内固有免疫细胞，通过分泌促炎细胞因子（如白细胞介素-1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α））调节非快速眼动（NREM）睡眠，但其在整合睡眠与体温调节中的作用，特别是性别差异和昼夜节律层面，尚未被系统研究。

**研究目的与意义**
研究人员利用药理学小胶质细胞耗竭（通过CSF1R抑制剂PLX5622）结合连续核心体温遥测和非侵入性压电睡眠记录，系统评估小胶质细胞在雄性和雌性小鼠中如何协调睡眠数量、睡眠稳定性与体温调节，尤其是在急性睡眠碎片化应激下。该研究发表于《Brain, Behavior, and Immunity》，旨在揭示小胶质细胞作为神经免疫-体温-睡眠整合枢纽的生理功能，为理解睡眠障碍相关生理失调提供新靶点。

**主要关键技术方法**
研究采用C57BL/6J小鼠（128只，雌雄各半，来源自Jackson Laboratories的室内繁殖群），连续7天压电睡眠记录笼适应后，腹腔植入Anipill?体温记录发射器，经7天恢复期，再给予含PLX5622（1200 mg/kg）或对照的AIN-76A饲料14天诱导小胶质细胞耗竭，随后进行7天自动化睡眠碎片化（每2分钟一次水平扫杆干扰）。核心体温每15分钟记录一次，睡眠-觉醒行为通过压电传感器以2秒分辨率分类，并计算每小时睡眠总分钟数及睡眠-觉醒转换次数。统计采用分层广义线性混合模型和贝叶斯负二项混合模型。

**研究结果**

**3.1 小胶质细胞耗竭在耗竭第一周差异化改变体温和总睡眠**
通过14天PLX5622给药耗竭小胶质细胞，第一周内雌性小鼠在黑暗期体温显著升高（Day 1起p=0.0060），而雄性仅第一天光照期出现短暂轻度升高（p=0.0085）。总睡眠方面，仅雌性在Day 2减少（p=0.0217），其余无明显变化。

**3.2 耗竭第二周体温效应减弱并揭示小胶质细胞依赖的性别差异**
第二周，雌性体温升高效应消失，反而在第二个光照期（ZT 0-5）出现降低（Day 12 p=0.0129）。同时，雌性总睡眠在光照和黑暗期均显著增加（Day 8-14，p<0.05），而雄性无变化。

**3.3 小胶质细胞耗竭减少雄性小鼠睡眠-觉醒转换**
睡眠-觉醒转换次数作为睡眠碎片化指标。PLX处理显著减少雄性在黑暗期的转换次数（Day 3-14，p<0.05），降幅约15-20%，而雌性无显著变化。

**3.4 小胶质细胞耗竭改变睡眠-觉醒转换的性别差异**
光照期雄性转换次数始终低于雌性（所有天p<0.001）；黑暗期基线无性别差异，但PLX处理在第二周引入显著差异（Day 8-14，p<0.001）。

**3.5 小胶质细胞耗竭在睡眠碎片化期间以性别和时间依赖性方式改变体温调节**
睡眠碎片化7天期间，PLX处理雄性在黑暗期体温持续降低（Day 2-7，p<0.05），而雌性主要在第二个光照期降低（Day 1,2,5,6，p<0.05）。

**3.6 睡眠碎片化揭示体温调节的昼夜时间依赖性性别差异**
睡眠碎片化早期，黑暗期雄性体温高于雌性（Day 1-3，p<0.05），光照期则相反，雄性始终低于雌性（Day 5-6，p<0.001）。

**3.7 体温预测总睡眠**
贝叶斯模型显示，体温与每小时睡眠之间存在显著非线性负相关：体温升高超过约35°C时睡眠急剧减少。光照期，PLX处理增强了该负相关（雌性每1°C增加减少6.57分钟，雄性减少9.46分钟），且效应在雄性更强（后验概率P(Δ≠0)=0.99）。黑暗期该负相关普遍强于光照期，但不受PLX影响。第二周时PLX效应消失。

**讨论与结论**
讨论部分指出，小胶质细胞耗竭将睡眠数量与睡眠稳定性解离：雄性选择性减少转换而不改变总睡眠，雌性增加总睡眠而不改变转换，提示小胶质细胞以性别依赖性方式调控睡眠的不同组分。在睡眠碎片化应激下，小胶质细胞耗竭导致雄性持续性低体温（黑暗期）和雌性晚光照期体温降低，表明小胶质细胞对维持体温调节稳态至关重要。体温与睡眠的非线性耦合进一步增强，且小胶质细胞缺失放大了光照期这种负相关，提示小胶质细胞可能通过调控下丘脑促炎细胞因子（如IL-1β、TNF-α）信号来整合温度与睡眠。结论部分翻译如下：

**结论**
总之，本研究结果表明，小胶质细胞（microglia）很可能是维持睡眠碎片化期间体温调节稳态所必需的，并揭示了小胶质细胞在协调体温与睡眠稳态中的性别特异性作用。小胶质细胞耗竭破坏了体温调节和睡眠-觉醒行为，尤其是在睡眠碎片化条件下，并揭示核心体温（core body temperature）与睡眠之间存在强烈的负相关关系。这些结果提示小胶质细胞有助于协调神经免疫、体温调节与睡眠过程，并将小胶质细胞信号通路（microglial signaling）确定为缓解睡眠障碍相关生理失调的潜在治疗靶点。