《Journal of Neural Transmission》：High social jetlag in healthy youth: differences in tryptophan levels and regional gray matter volume
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社交时差（SJL），定义为学校或工作日与休息日之间睡眠中点的错配，在成人中已被发现与不良心理健康、认知和大脑结局相关。然而，其对青少年的影响仍研究不足。研究人员调查了SJL对这些因素以及涉及睡眠、疲劳和社会功能的色氨酸代谢物的影响。基于慕尼黑时型问卷评估的SJ
社交时差（SJL），定义为学校或工作日与休息日之间睡眠中点的错配，在成人中已被发现与不良心理健康、认知和大脑结局相关。然而，其对青少年的影响仍研究不足。研究人员调查了SJL对这些因素以及涉及睡眠、疲劳和社会功能的色氨酸代谢物的影响。基于慕尼黑时型问卷评估的SJL，89名6-17岁健康青少年被分为高SJL组（≥1小时；n=25）或低SJL组（<1小时；n=64）。评估了疲劳、时型、连线测验（TMT）表现、尿色氨酸和5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA）水平、灰质体积（GMV）以及静息态功能性连接（FC）。与低SJL组相比，高SJL组表现出更大的疲劳（p-FDR=0.034）、更晚的时型（p-FDR=0.00003）和更高的尿色氨酸水平（p-FDR=0.014）。此外，高SJL组在左侧枕下/梭状回区域（p-FWE=0.002）、右侧颞下区域（p-FWE=0.006）、右侧角回（p-FWE=0.012）、左侧颞极（p-FWE=0.013）和左侧顶上小叶（p-FWE=0.024）显示出更小的GMV。然而，两组间的TMT表现、尿5-HIAA水平和FC无差异。SJL≥1小时与色氨酸水平升高以及颞极、腹侧枕颞区域和顶叶区域的结构易损性相关。这些发现表明，较高的SJL可能导致与青少年社会情感和高级认知过程相关的分子和区域特异性结构劣势。
**论文解读：健康青少年高社交时差与色氨酸水平及区域灰质体积的差异**
**研究背景**
生物钟是内在计时系统，产生24小时周期并与每日环境信号同步（Zou et al., 2022）。生物时间与社会规定时间冲突导致社交-昼夜节律错配，即社交时差（SJL）（Roenneberg et al., 2012）。SJL被定义为工作日与周末睡眠中点的差异（Roenneberg et al., 2012）。近三分之二欧洲成人经历SJL≥1小时（Roenneberg et al., 2013）。既往研究显示SJL与年轻成人和工人的不良生理结局（如月经异常）及精神疾病风险增加（如抑郁）相关（Islam et al., 2020; Komada et al., 2019; Meram et al., 2025; Min et al., 2023）。近期一项针对6890名青少年（平均年龄11.95岁）的研究发现，较大的SJL预测更差的认知和学业表现（Li et al., 2024）。这表明SJL在维持心理健康和认知功能中起重要作用。然而，SJL在健康青少年中的神经生物学机制（如神经化学和神经基础）仍不明确。
色氨酸（tryptophan）是一种必需氨基酸，作为睡眠调节和中枢疲劳的生物标志物（Yamashita, 2020）。动物研究表明，睡眠-觉醒周期异常大鼠的脑色氨酸水平升高，其代谢物5-羟色胺（serotonin）耗竭，与中枢疲劳诱导相关（Yamashita & Yamamoto, 2017）。色氨酸-5-羟色胺通路也参与社会情感和认知功能（如亲社会行为、精神运动、执行功能）（Hogenelst et al., 2015; Williams et al., 2007）。但高SJL是否伴随青少年内源性色氨酸-5-羟色胺代谢变化尚不清楚。
SJL亦影响脑活动。Nechifor et al.（2020）发现SJL≥1小时的年轻成人静息态功能磁共振成像（fMRI）中多个脑区自发低频神经活动改变。Yang et al.（2023）利用青少年脑认知发展研究数据发现，较大SJL与广泛皮层网络和皮层下区域间静息态功能性连接（FC）改变相关。然而，健康青少年中SJL的结构性脑基础尚未被直接检验，区域特异性灰质体积（GMV）差异与FC改变的关系不明。
鉴于儿童和青少年是昼夜节律巩固和脑网络重组的关键期（Hagmann et al., 2010; Roenneberg et al., 2012; Uhlhaas et al., 2009），阐明SJL在此发育阶段是否伴随分子、结构和功能差异具有重要意义。
**研究目的与结论**
本研究旨在回答两个主要问题：1）高SJL（≥1小时）与低SJL（<1小时）健康青少年（6-17岁）在尿色氨酸和5-羟基吲哚乙酸（5-HIAA，5-羟色胺周转指标）水平上是否存在差异？2）高SJL是否伴随脑结构改变？此外，探索性分析结构差异区域作为种子点的静息态FC差异。研究人员假设高SJL青少年显示更高色氨酸和更低5-HIAA水平（与睡眠-觉醒周期异常大鼠模型一致），并预期GMV减小。
研究结果：与低SJL组相比，高SJL组尿色氨酸水平显著升高，但5-HIAA无差异；高SJL组在左侧枕下/梭状回区域、右侧颞下区域、右侧角回、左侧颞极和左侧顶上小叶显示更小GMV；FC无组间差异；行为上高SJL组疲劳更大、时型更晚，但连线测验（TMT）表现无差异。中介分析未发现色氨酸在SJL与GMV关系中的显著间接效应。这些发现表明，青少年中SJL≥1小时与色氨酸升高及特定脑区（颞极、腹侧枕颞区域、顶叶区域）结构脆弱性相关。论文发表在《Journal of Neural Transmission》。
**主要关键技术方法**
- 样本来源：从当地社区招募92名健康青少年（6-17岁），其中89名（25名高SJL，64名低SJL）纳入最终分析（排除3名幽闭恐惧症者）。
- 心理评估：使用慕尼黑时型问卷（Munich ChronoType Questionnaire）评估SJL和时型；使用Chalder疲劳量表（Chalder Fatigue Scale）评估疲劳。
- 认知测量：连线测验（TMT）A和B部分评估执行功能，计算TMT-Δ（认知灵活性指标）。
- 生化分析：通过高效液相色谱法（HPLC）测定尿色氨酸和5-HIAA水平。
- 脑影像：3T PET/MRI采集T1加权结构像和静息态功能BOLD像；使用基于体素的形态学分析（VBM）计算GMV，采用无阈值簇增强（TFCE）和5000次置换检验进行组间比较；以GMV差异区域为种子点进行静息态FC分析。
**研究结果**
**心理与认知测量**
- 时型：线性混合效应模型显示高SJL组自由日睡眠中点显著晚于低SJL组（β=0.86, p-FDR=0.00003, Cohen's d=1.50）。
- 疲劳：高SJL组疲劳评分显著高于低SJL组（β=0.43, p-FDR=0.034, Cohen's d=0.66）。
- TMT表现：组间无显著差异（TMT-A: p-FDR=0.851; TMT-B: p-FDR=0.174; TMT-Δ: p-FDR=0.174）。
**色氨酸代谢物水平**
- 色氨酸：高SJL组尿色氨酸水平显著高于低SJL组（β=0.60, p-FDR=0.014, Cohen's d=1.14）。
- 5-HIAA：组间无显著差异（p-FDR=0.187）。
**脑测量**
- GMV：高SJL组在左侧枕下/梭状回区域（p-FWE=0.002）、右侧颞下区域（p-FWE=0.006）、右侧角回（p-FWE=0.012）、左侧颞极（p-FWE=0.013）和左侧顶上小叶（p-FWE=0.024）显示更小GMV。
- 静息态FC：以五个GMV差异区域为种子点，未发现显著组间FC差异。
**中介分析**
- 色氨酸未显著中介SJL与GMV的关联（详见在线资源4）。
**讨论与结论**
讨论部分指出，高SJL组更晚的时型和更大的疲劳与既往研究一致（Roenneberg et al., 2019; Tamura et al., 2022）。色氨酸升高可能影响觉醒调节和睡眠-觉醒时间，与动物模型中色氨酸升高和5-羟色胺耗竭导致中枢疲劳样状态相符（Yamashita & Yamamoto, 2014, 2017）。5-HIAA无差异提示色氨酸可能优先通过犬尿氨酸途径代谢，该途径产物犬尿喹啉酸（kynurenic acid）可影响谷氨酸和胆碱能信号，参与睡眠-觉醒调节（Pocivavsek et al., 2017）。
脑区方面，颞极是社会情感处理的枢纽，其GMV减小与既往睡眠异常成人研究一致（Amorim et al., 2018; Sun et al., 2020）。颞极GMV缩减可能反映社会情感处理脆弱性。腹侧枕颞区域（枕下/梭状回、颞下）参与视觉处理和心理意象；顶上小叶和角回参与注意力和记忆提取。这些区域GMV减小提示高SJL与高级认知过程相关结构脆弱性。TMT表现无差异可能因SJL主要影响非执行功能核心网络（如额顶网络），且TMT表现受年龄发展影响较大（Vakil et al., 2008）。
结论翻译：
本研究发现健康青少年中较大SJL伴随神经生物学改变。与低SJL青少年相比，高SJL青少年显示尿色氨酸水平升高，并在包括左侧颞极在内的多个脑区显示更小GMV，表明色氨酸升高和颞极相关结构差异与社会情感处理相关。相反，尿5-HIAA水平无组间差异，提示下游5-羟色胺周转无显著增加。这种模式表明，在较大SJL条件下，升高的色氨酸可能优先代谢进入犬尿氨酸途径。此外，种子点静息态FC无显著组间差异。综上，SJL≥1小时与颞极等区域结构差异及色氨酸升高相关。这些发现为SJL如何与儿童青少年社会情感处理中的神经脆弱性相关联提供了新见解。
