江西中医药大学付勇团队揭示睡眠剥夺对情绪行为、昼夜节律基因及内侧前额叶皮层炎症浸润的动态影响

你是否有过这样的经历：连续熬夜赶项目后，不仅白天昏昏沉沉，还变得特别敏感易怒 —— 一点小事就焦虑烦躁，对喜欢的美食、电影也提不起兴趣，甚至容易陷入低落情绪难以自拔？其实这不是单纯的没休息好，而是睡眠不足正在悄悄改变我们大脑的运作模式。睡眠作为人体最基本的生理节律，就像大脑的修复师，一旦长期 旷工，不仅会让情绪失控，还可能引发一系列连锁反应。

产品推荐

来自江西中医药大学付勇教授研究团队做了一项专门研究，标题为《Dynamic effects of sleep deprivation on emotional behavior, circadian rhythm genes, and inflammatory infiltration in the medial prefrontal cortex》，相关成果于2026年1月13日发表在《Frontiers in Behavioral Neuroscience》期刊上。 该研究以雄性 C57BL/6J 小鼠为模型，通过多种行为学测试、组织学染色及分子生物学技术，证实 7 天或 14 天睡眠剥夺会通过扰乱生物钟基因转录和激活 Sirt6/Hmgb1 介导的神经炎症，诱发焦虑、恐惧和快感缺失等情绪异常，同时损伤 mPFC 神经元，而 14-21 天的睡眠恢复可部分逆转这些损伤，为阐明睡眠与情绪调控的关联及相关疾病干预提供了实验依据。

实验方法

本研究采用动物分组对照设计，将 7-8 周龄雄性 C57BL/6J 小鼠随机分为 5 组：正常睡眠对照组（CON）、7 天睡眠剥夺 + 14 天恢复组（SD7R14）、7 天睡眠剥夺 + 21 天恢复组（SD7R21）、14 天睡眠剥夺 + 14 天恢复组（SD14R14）、14 天睡眠剥夺 + 21 天恢复组（SD14R21）。

脑声常谈建立了多个《动物模型构建与行为评估》交流群，群内分享各种经典和前沿的行为范式，共同交流解决动物实验中遇到的棘手问题，避坑少走弯路！有需要的老师可以扫码添加微信进入讨论群！

通过实施睡眠剥夺，采用高架零迷宫（EZM）、高架十字迷宫（EPM）评估焦虑样行为，悬尾实验（TST）、强迫游泳实验（FST）检测恐惧相关行为，蔗糖偏好实验（SPT）评价快感缺失；利用HE染色和尼氏染色观察内侧前额叶皮层（mPFC）神经元形态，通过RT-qPCR技术检测生物钟基因、Sirt6/Hmgb1 通路及炎症因子的 mRNA 表达水平。

睡眠剥夺诱导时间依赖性焦虑样行为

焦虑样行为通过 EZM 和 EPM 中开放臂停留时间与进入频率量化。在 EZM 实验中，与 CON 组相比，SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组小鼠开放臂停留时间减少，闭合臂停留时间和进入频率升高，其中 SD14R14 组开放臂探索行为减少最显著，SD7R14 组闭合臂偏好最明显；而 SD7R21 组开放臂停留时间和进入频率均有所增加，闭合臂停留时间缩短，焦虑样行为缓解。在 EPM 实验中，SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组开放臂停留时间减少，SD7R14 和 SD14R14 组闭合臂停留时间和进入频率显著升高，表现出明显焦虑样特征；SD7R21 组则呈现开放臂探索增加、闭合臂停留减少的趋势。整体来看，睡眠剥夺显著降低小鼠探索行为，诱发焦虑样表型，且 14 天睡眠剥夺的影响比 7 天更严重；随着睡眠恢复时间延长，焦虑样行为逐渐减轻，21 天恢复后基本接近正常水平，但组间统计差异不显著，可能与样本量不足有关。

睡眠剥夺引发恐惧行为与快感缺失

恐惧行为通过 TST 和 FST 中的不动时间评估，快感缺失通过 SPT 的蔗糖偏好率衡量。TST 结果显示，SD7R14、SD7R21、SD14R14 和 SD14R21 组小鼠不动时间均较 CON 组延长，其中 SD7R14 和 SD14R14 组差异显著。FST 中，SD7R14 和 SD14R14 组漂浮不动时间大幅增加，SD14R21 组也显著升高，而 SD7R21 组仅轻微增加，无统计学差异。SPT 结果显示，SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组蔗糖偏好率下降，表明小鼠对奖励性刺激的兴趣降低，出现快感缺失；仅 SD7R21 组蔗糖偏好率略有上升，接近正常水平。这些结果表明，睡眠剥夺可诱发小鼠恐惧样行为和快感缺失，且 7 天睡眠剥夺后 14 天恢复阶段的病理表型最明显，14 天睡眠剥夺的影响更持久，而 21 天的睡眠恢复能有效逆转这些异常行为。

睡眠剥夺导致mPFC神经元损伤，睡眠恢复可逆转

通过 HE 染色和尼氏染色观察 mPFC 神经元形态。HE 染色结果显示，与 CON 组相比，SD7R14 和 SD14R14 组小鼠 mPFC 区域细胞间隙扩大，细胞核萎缩，细胞排列紊乱，存活神经元数量减少；而 SD7R21 和 SD14R21 组无明显病理改变，神经元数量与 CON 组无显著差异。尼氏染色显示，SD7R14 和 SD14R14 组神经元尼氏小体部分丢失，胞体皱缩或崩解，核固缩伴深染，神经元轮廓模糊；SD7R21 和 SD14R21 组则无这些病理特征，神经元形态基本恢复正常，存活神经元数量与 CON 组接近。这表明睡眠剥夺会导致 mPFC 神经元结构损伤和数量减少，且损伤程度与睡眠剥夺时长相关，14 天睡眠剥夺的损伤比 7 天更严重；而 21 天的睡眠恢复能有效修复神经元损伤，14 天恢复则不足以完全逆转，提示神经元修复与行为改善之间存在时间差。

睡眠水剥夺专用笼

睡眠剥夺干扰生物钟基因表达

采用RT-qPCR检测 mPFC 中核心生物钟基因的 mRNA 表达。结果显示，Bmal1 在 SD7R14、SD7R21 和 SD14R21 组显著上调，SD14R14 组无明显变化；Clock 在 SD7R14、SD7R21 和 SD14R21 组大幅升高，SD14R14 组与对照组接近。Per 基因家族中，Per1 在 SD7R14、SD7R21 组显著上调，SD14R21 组中度升高，SD14R14 组无变化；Per2 在 SD7R14、SD7R21 和 SD14R21 组显著上调，SD14R14 组正常；Per3 在所有睡眠剥夺组均显著上调，无恢复依赖性。Cry 基因中，Cry1 和 Cry2 在 SD7R14、SD7R21 和 SD14R21 组均极度显著上调，SD14R14 组无明显变化。整体来看，SD7R14 组生物钟基因转录上调最显著，SD14R14 组呈近基线表达，提示长期睡眠剥夺可能触发生物钟振荡器的补偿性转录重编程，但 21 天恢复后补偿性重塑消失，表明生物钟系统的适应能力具有时间局限性。

睡眠剥夺通过Sirt6/Hmgb1通路调控mPFC炎症因子表达

RT-qPCR 检测显示，与 CON 组相比，所有睡眠剥夺恢复组 Sirt6 mRNA 水平均下调，其中 SD7R14、SD7R21 和 SD14R21 组差异显著，SD14R14 组无统计学意义；Hmgb1 mRNA 水平在所有实验组均上调，SD7R14、SD7R21 和 SD14R21 组极度显著，SD14R14 组无明显变化。炎症因子方面，IL1β 在 SD7R14 和 SD14R21 组极度显著上调，SD7R21 和 SD14R14 组显著升高；Cox-2 表达趋势与 IL1β 一致，除 SD14R14 组外均显著上调；IL6 在 SD7R14 和 SD14R14 组呈上升趋势，SD7R21 和 SD14R21 组下降，TNFα 在 SD7R14、SD14R14 和 SD14R21 组上升，SD7R21 组下降，但两者组间差异均无统计学意义。结果表明，睡眠剥夺通过下调 Sirt6 表达、上调 Hmgb1 表达激活 Sirt6/Hmgb1 信号通路，进而触发促炎细胞因子释放，且神经炎症反应在睡眠剥夺后早期恢复阶段（14 天）达到峰值，21 天睡眠恢复可显著减轻炎症反应。

总结

本研究通过动物实验探究了不同时长睡眠剥夺及后续恢复对小鼠情绪行为、mPFC 神经元形态、生物钟基因表达及 Sirt6/Hmgb1 通路介导的神经炎症的影响，发现 7 天或 14 天睡眠剥夺会以时间依赖方式诱发小鼠焦虑样行为、恐惧行为和快感缺失，导致 mPFC 神经元损伤，干扰生物钟基因（Bmal1、Clock、Per 家族、Cry 家族等）的正常表达，并通过 Sirt6/Hmgb1 通路激活神经炎症；而 14 天睡眠恢复可部分逆转这些异常，21 天恢复则能显著改善情绪行为、修复神经元损伤、调节生物钟基因表达并减轻炎症反应，揭示了睡眠剥夺影响情绪的分子机制及睡眠恢复的保护作用。

研究意义

科学价值：首次系统揭示了睡眠剥夺对情绪行为影响的时间依赖性特征，明确了生物钟基因紊乱与 Sirt6/Hmgb1 通路介导的神经炎症在其中的协同作用，填补了睡眠 - 情绪调控分子机制研究的空白，为理解睡眠障碍相关神经精神疾病的发病机理提供了新视角。

临床意义：为睡眠不足相关情绪问题（如焦虑、抑郁倾向）的干预提供了靶点，提示通过靶向调节 Bmal1/Clock 介导的生物钟反馈环路或使用 Hmgb1 拮抗剂抑制神经炎症，可能成为改善睡眠障碍患者情绪异常的潜在治疗策略；同时证实充足的睡眠恢复对情绪和大脑功能修复的重要性，为临床制定睡眠干预方案提供了实验支撑。

实践意义：为公众健康提供科学参考，强调长期睡眠不足的危害不仅是疲劳，还会导致情绪失控和大脑损伤，呼吁重视睡眠健康，为预防睡眠相关情绪问题提供理论依据。

https://doi.org/10.3389/fnbeh.2025.1742898

脑声小店基于深度科研洞察，专注为动物实验提供"简器械·精实验"解决方案。我们突破高精设备局限，开发手工定制化仪器及配件，通过科研巧思将基础工具转化为创新实验方案。产品涵盖行为学装置、操作辅助工具等，使实验室在保持操作简效的同时，实现精细化数据采集，助力科研人员以创造性思维发掘简易仪器的潜在科研价值。