审核专家：尹铁伦
北京大学第三医院机场院区神经内科副主任医师
完全剥夺睡眠可能是致命的，而部分剥夺睡眠会对认知、情绪和健康造成严重后果。如果长期睡眠时间低于6个小时，则会导致注意力不集中，记忆力下降，认知能力下降、脱发、衰老、肥胖、心理问题、心脑血管疾病、免疫功能障碍等各种不良后果，从而危害我们的身心健康。
但还有这样一类人，他们每天睡6小时便足矣，即便睡4个小时，依然能保持精力充沛、生龙活虎，被人们称为“短睡眠者”。
对大多数人而言，他们简直是拥有了不可思议的奇妙技能。其内在原因究竟如何呢？
睡眠或“类似睡眠”的行为几乎存在于所有物种且被广泛研究。尽管，调节睡眠的大脑回路和参与这一复杂过程的细胞和/或分子机制仍然是谜。但近十年的研究表明，基因可能是“短睡眠者”们的秘密武器。
美国科研团队先后发现了三个“自然短暂睡眠”相关基因，从而向我们展示了基因突变至自然短暂睡眠的可能性。
1 突变基因：DEC2
2009年，加州大学旧金山分校威尔研究所（UCSF Weill Institute for Neurosciences）从事睡眠相关研究的神经科学教授，华裔女科学家傅颖慧博士在顶级期刊《Science》上发文表示，她和她的团队在一对“短睡眠者”母女身上发现了一种名为DEC2的基因突变。
在短睡眠者体内，该突变使DEC2的DNA序列发生特定的点突变，使特定位点从胞嘧啶（C）突变为鸟嘌呤（G），因此将可能导致DEC2蛋白的第385个氨基酸由脯氨酸变为精氨酸（p.Pro384Arg）。而且，DEC2的P385脯氨酸在哺乳动物中保留，但在无脊椎动物中不保留。
傅氏实验室接下来利用野生和转基因小鼠模型对比，并验证了这一在两位短睡眠者身上发现的DEC2基因突变发挥作用的表型和相关机制。
研究表明，DEC2基因突变后表达的蛋白质是一类转录抑制因子，能够抑制生物钟的核心调控元件CLOCK和BMALL1，最终影响人的睡眠时长。
携带DEC2突变者平均睡眠时间为6.25小时/天，比同家族中不携带此突变的人（平均8.06小时/天）要短得多。研究人员进一步为突变携带者佩戴了腕表以观察其日常活动，记录显示，该研究对象每天活动时间延长。
研究人员进一步为突变携带者佩戴了腕表以观察其日常活动，记录显示，该研究对象每天活动时间延长 来源 | Science
正是由于DEC2基因的突变，使得这对母女比常人睡得少还能保持精力充沛。这是研究者们第一次从基因领域的角度出发，对“自然短暂睡眠”的存在进行了解读。
2 突变基因：ADRB1
时隔十年，傅博士的研究团队于2019年9月25日在《Neuron》杂志上展示了自己新的研究成果。
通过基因测序和遗传连锁分析等实验技术，傅氏实验室在一个短睡眠者家族中发现了一个名为ADRB1的基因突变，同样与自然的短暂睡眠密切相关。ADRB1的基因突变位点位于跨膜结构域4，在无脊椎动物和哺乳动物物种中高度保守。
黑框中为突变部位
ADRB1是肾上腺素能受体基因。在体外，ADRB1突变将导致蛋白稳定性降低，并抑制激动剂治疗后的信号传导。在体内，携带相同突变的小鼠表现出短睡眠行为，即：ADRB1基因突变小鼠的睡眠与对照相比减少55分钟，并可在光刺激后立刻醒来。
研究发现，该受体负责调节睡眠的大脑中的脑桥背侧区域高度表达，且ADRB1（+）神经元在快速眼动（REM）睡眠和清醒时活跃。激活这些神经元会导致清醒，而这些神经元的活动会受到突变的影响。
同时，这些结果强调了肾上腺素能受体在睡眠/觉醒调节中的重要作用。
3 突变基因：NPSR1
同年10月，傅博士又揭示了第三个自然短暂睡眠基因——NPSR1基因突变的秘密，并将成果发表在《Science Translational Medicine》杂志上。
傅博士和她的研究团队发现了一个G蛋白偶联神经肽S受体1（NPSR1）的错义突变，它与一对父子的自然短睡眠表型有关。在这对父子中，NPSR1发生了外环突变（Y206H和N107I）。
NPSR1是大脑中促进觉醒的信号传导途径的一部分。启动后，它将通过在其他途径上进行化学修饰来激活各种蛋白质。与非突变型相比，突变型NPSR1激活了相关通路中更多的下游蛋白质，因此更能促进觉醒途径。
NPSR1不仅促进自然短暂睡眠，还能抵抗与睡眠剥夺相关的语境记忆缺陷，这使它成为第一个被发现的可以防止睡眠剥夺不良影响的基因。
值得关注的是，由于NPSR1蛋白是一种细胞膜表面受体，研究人员认为，NPSR1可能作为靶向药物作用的靶点，在睡眠障碍的治疗中发挥作用。
睡眠是复杂的生理过程，睡眠不足与许多疾病的发病率增加有关，包括癌症、自身免疫性疾病、心血管疾病和阿尔茨海默病等。研究人员也表示，也许大脑中并非只有几个基因或一个区域控制身体的睡眠周期与规律，目前的发现只是其中之一。
总而言之，保证充足的睡眠才是王道，大家要记得早睡觉哦。
来源：数字北京科学中心
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