睡眠障碍与慢性胃肠道疾病（IBD、IBS等）的关联早已被流行病学证实，但核心问题一直悬而未决：大脑中的"睡不好"信号是怎么传到肠道的？已有研究表明，睡眠剥夺（SD）会导致果蝇肠道ROS积累致死，人类SD后5-羟色胺（5-HT）升高，但SD信号如何从脑传到肠，乙酰胆碱（ACh）和5-HT在其中扮演的角色，以及肠道干细胞如何感知这些信号还尚不清楚。

2026年2月，郑州大学生命科学学院于政权团队在Cell Stem Cell（IF=24.4）发表了题为“Sleep disturbance triggers aberrant activation of vagus circuitry and induces intestinal stem cell dysfunction”的文章。该研究利用神经递质靶向代谢组等关键技术，首次揭示了"睡眠剥夺→脑→迷走神经→肠道干细胞损伤"的完整因果链。其中，Ach和5-HT等神经递质相关代谢物的精准定量检测服务由诺禾致源提供。

整体研究内容

睡眠剥夺异常激活迷走神经背侧运动核神经元，驱动迷走神经向肠道释放过量乙酰胆碱。乙酰胆碱诱导肠嗜铬细胞释放5-HT，导致5-HT水平激增。升高的5-HT在肠道干细胞中诱发过度氧化应激，促进肠道病理改变。总之，本研究揭示了一条响应睡眠剥夺、调控肠道干细胞的神经回路。

研究结果

1.短期睡眠剥夺通过激活应激反应损害肠道干细胞

蛋白质组学检测发现“应激反应中翻译的负向调控”和“成体干细胞群体维持的调控”通路富集明显，这表明睡眠剥夺在肠道干细胞中触发了翻译相关的应激反应。KEGG富集分析显示，“泛素介导的蛋白酶体通路”是睡眠剥夺小鼠中富集的通路。这表明睡眠剥夺诱导氧化应激激活了肠道干细胞中的翻译应激反应，从而损害了其功能。

图1 短期SD通过激活翻译应激反应损害ISCs

2.短期睡眠剥夺破坏5-HT稳态并诱导肠道氧化应激

靶向代谢组检测发现睡眠剥夺小鼠的5-HT显著升高，同时多种与色氨酸代谢相关的神经递质，包括色氨酸、5-羟色氨酸和犬尿氨酸也升高。5-HT处理诱导了类器官内活性氧的积累并增加了氧化颗粒的形成。给小鼠腹腔注射5-HT，导致了氧化应激标志物的积累。此外，与睡眠剥夺诱导的对照小鼠相比，睡眠剥夺诱导的突变体小鼠保持了更好的肠道表型，包括更深的隐窝和更高的绒毛、更丰富的增殖细胞、Olfm4阳性干/祖细胞和帕内特细胞。这表明睡眠剥夺诱导的5-HT激增是由肠道肠嗜铬细胞驱动的，并且在介导睡眠剥夺相关的肠道表型中起着关键作用。

图2 急性睡眠剥夺会破坏肠道内5-HT稳态，并诱导氧化应激

3.升高的乙酰胆碱驱动肠道内5-HT的积累

靶向代谢组学发现睡眠剥夺诱导的小鼠肠道中乙酰胆碱显著升高。注射乙酰胆碱导致肠道5-HT水平显著升高。RIN-14B细胞被广泛用作肠嗜铬细胞的体外模型。乙酰胆碱直接促进肠嗜铬细胞产生5-HT。这表明乙酰胆碱通过促进肠嗜铬细胞释放5-HT导致肠道内5-HT的激增。

图3 升高的乙酰胆碱导致肠道内5-HT过度积累

4.睡眠剥夺对肠道的影响起源于迷走神经背侧运动核

钙信号检测发现睡眠剥夺后中枢神经系统中迷走神经背侧运动核区域的钙信号增强。这表明睡眠剥夺诱导迷走神经背侧运动核神经元的长期异常激活，这些神经元通过乙酰胆碱将效应传递至肠道。乙酰胆碱随后通过上调5-HT驱动氧化应激升高，从而损害肠道干细胞并驱动肠道病理改变。

图4 迷走神经背侧运动核是介导睡眠剥夺对肠道调控的中枢神经系统区域

小编总结

本研究通过靶向代谢组学、蛋白质组学和单细胞RNA测序等技术联合分析，发现迷走神经背侧运动核神经元过度激活触发迷走神经纤维向肠道释放过量的乙酰胆碱，促进肠嗜铬细胞释放5-HT，导致局部5-HT水平激增。升高的5-HT在肠道干细胞中诱导过度氧化应激，促进肠道病理改变。总的来说，本研究揭示了一个响应睡眠剥夺、调控肠道干细胞的神经回路，并为减轻睡眠剥夺而缓解相关肠道疾病提供了新的视野。

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参考文献：

Mingxin Zhang, Xi Wu, Di Liu, Huaxing Li, Xulin Li, Wuqi Yang, Jialin Ye, Liyuan Hou, Shiyang Wang, Ning Ning, Hanfu Zhang, Yuhua Tian, Lu Yu, Kaichun Wu, Liping Wang, Maksim V Plikus, Cong Lv, Feng Wang, Zhengquan Yu.Sleep disturbance triggers aberrant activation of vagus circuitry and induces intestinal stem cell dysfunction.Cell Stem Cell. 2026;5;33(2):306-324.