睡眠与身体健康息息相关，机体免疫、新陈代谢等过程都依赖于睡眠。成年人的正常睡眠时间大约为 7～8 小时，然而由于熬夜、失眠等多种因素的影响，睡眠不足已成为一种普遍状态。
2022年9月21日，一篇发表在Journal of Experimental Medicine（IF=17.579）的最新研究 Sleep exerts lasting effects on hematopoietic stem cell function and diversity，该研究表明长期睡眠不足会对造血干细胞产生持久的不良影响。具体来说，睡眠不足会重构造血干细胞和祖细胞（HSPCs）的表观基因组，并增加其增殖，通过加速遗传漂移减少造血克隆多样性，对免疫系统产生负面影响。
在小鼠中，睡眠碎片化对HSPCs表观基因组同样会产生持久的影响，使其倾向于髓系，并启动细胞发生更严重的炎症爆发。在人类中，睡眠限制会改变HSPCs表观基因组并激活造血。这些研究结果表明，睡眠通过校准骨髓造血干细胞的表观基因组、抑制炎症输出和维持克隆多样性来减缓造血系统的衰退。
图片来源：Journal of Experimental Medicine
研究内容
睡眠中断对造血有长期的影响
为了探索睡眠是否影响长期免疫功能，研究人员对小鼠进行睡眠碎片化（SF）干预，即在小鼠休息期间每2分钟唤醒小鼠，同时记录了来自大脑的脑电图信号和来自肌肉的肌电图信号，以量化小鼠的睡眠和清醒状态。他们对小鼠进行了16周睡眠干扰，随后又进行了10周的无干扰睡眠（恢复睡眠，RS），并在各阶段结束后抽取血液样本进行分析。
结果表明，在小鼠中，16周的睡眠碎片化增强了造血功能和骨髓中Lineage-Sca1+ cKit+细胞（LSK 细胞，这群细胞就是小鼠骨髓中的原始造血干细胞）的增殖，导致血液 Ly6Chi 单核细胞（一种免疫细胞）数量增加
。
那么，在睡眠恢复后，这些指标会恢复到相应的状态吗？研究人员发现，相对于一直保持正常睡眠的对照组小鼠，恢复睡眠4周后小鼠血液中的Ly6Chi单核细胞和骨髓造血干细胞的数量，以及造血干细胞的增殖仍然处于升高的状态。直到恢复睡眠10周后，造血活性、Ly6Chi单核细胞和IL-6水平才下降到对照水平。
图片来源：Journal of Experimental Medicine
睡眠中断会改变小鼠造血干细胞表观基因组
为了测试睡眠影响造血干细胞的内在机制，研究人员分析了小鼠骨髓中造血干细胞的表观基因组。首先，他们观察到SF小鼠造血祖细胞中组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性增加。接下来，他们对三组小鼠（对照组小鼠、接受16周睡眠干扰的小鼠，以及接受16周睡眠干扰后10周睡眠恢复的小鼠）的造血干细胞进行了ATAC-seq。与对照组相比，睡眠干扰组小鼠的造血干细胞中有 470 个增强子位点具有差异可及性（differentially accessible, DA），表明睡眠干扰对骨髓造血干细胞的表观基因组进行了广泛的重编程。
图片来源：Journal of Experimental Medicine