【免疫實驗】生病,多睡覺就對了!

■當人生病的時候,為了能夠盡快地恢復健康,很自然地會想要多睡點覺。美國賓州大學裴雷爾曼醫學院 (Perelman School of Medicine) 的研究人員發現在果蠅身上,生病後多睡覺具有明確的目的,藉此可以增強免疫反應以對抗病菌而恢復健康。這些研究將分別刊登在2014年五月及六月出版的《睡眠》(SLEEP) 雜誌。

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Male fruit fly (Drosophila melanogaster) on a blade of grass (stock image).

編譯|黃佳欣

睡眠與日週神經生物學中心的研究員 Julie Williams博士提到:「當你生病時,你自然會想要好好地睡一覺。許多的研究工作利用睡眠剝奪來了解睡眠是否有助於身體恢復健康。不過到目前為止,支持多睡一點可以幫助我們復元的實驗證據卻是相當稀少。於是我們決定用果蠅來回答這個問題。」Williams博士與另一位博士後研究員Tzu-Hsing Kuo博士共同合作,他們進行了兩項相關的研究,來檢測睡眠對於被病菌感染後的康復和生存的影響。

在第一份研究報告中,研究人員採用傳統的方法,也就是先讓果蠅不睡覺一段時間,然後再注射病菌 (Serratia marcescens orPseudomonas aeruginosa ) 到果蠅體內進行感染。事先被剝奪睡眠的果蠅及未實施睡眠剝奪的對照組,均在被病菌感染後明顯地增長睡眠時間,實驗人員將這樣的行為稱之為「急性睡眠反應 (acute sleep response)。」

不過實驗的結果出乎意料之外,事先被剝奪睡眠的果蠅在被感染後的存活率居然比較高。研究人員表示:「牠們確實比沒有經歷睡眠剝奪的對照組果蠅活得時間更長。」更進一步發現,事前有被剝奪睡眠的果蠅比對照組在感染之後睡覺的時間更長。果蠅睡得越久也就活得越長,反之如果在果蠅被感染之後接著就不讓牠們睡覺,其存活率就會明顯地下降。因此,關鍵在於感染之後牠們必須有一段更長的睡眠時間,除此之外進行睡眠剝奪的處理反而會讓牠們更為健壯。

睡眠剝奪會增加NF-κB轉錄因子Relish基因的表現,這個基因對於身體對抗病菌的感染是相當重要的。如果缺乏Relish基因的突變果蠅不會產生急性睡眠反應,並且很容易受到感染而死亡。但是研究發現,在病菌感染之前先對這種缺少Relish基因的突變果蠅實施睡眠剝奪,牠們在感染後仍會睡得更久而且存活率也會提高。研究人員接著檢驗同時缺少兩種NF-κB轉錄因子 (Relish及Dif) 的突變果蠅。兩個基因同時缺失的果蠅,事前的睡眠剝奪處理並不會增長急性睡眠反應,而且死亡率跟對照組相同,牠們在受到病菌感後的幾個小時內均快速地死亡。簡言之,感染後的延長睡眠有助於提高存活率。

在第二個研究中,研究人員利用遺傳學工具來操控睡眠。研究人員使用RU486藥物去誘導離子通道的表現,改變果蠅大腦蕈狀體內神經元的活動,繼而調節睡眠模式。與對照組相比,如果在感染前讓果蠅多睡長達兩天的時間,對於感染後的存活率會顯著地提高。睡得比較多的果蠅其身體也能更快更有效地清除體內的細菌。這項研究結果再次證實延長睡眠時間有助於免疫系統的提升而增強抗菌能力及被感染後的存活率。

因為哺乳動物也同樣具備NF-κB的訊息傳導途徑,相對簡單的果蠅系統便成為探索睡眠基本功能一個理想的模式物種。早在40年前科學家就懷疑睡眠與免疫之間存在著直接的關係,現在賓州大學的研究人員利用果蠅的研究將問題給簡單化,而且有機會解開調控這些訊息傳導途徑的分子機制及基因,反觀要在高等動物上進行類似的研究是相對困難的。

這個研究提供全新的證據證明睡眠的功能直接影響免疫能力以及其中相關的分子機制。給我們帶來最為關鍵的訊息就是:當你生病時,多睡覺就對了!

原始論文
1.Kuo TH, Williams JA. Acute sleep deprivation enhances post-infection sleep and promotes survival during bacterial infection in Drosophila. SLEEP 2014;37(5):859-869.
2.Excess Sleep Promotes Survival during a Bacterial Infection in Drosophila.

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研究出處:Sleeping away infection: Researchers find link between sleep, immune function in fruitflies

譯者:黃佳欣 科教中心特約寫手,從事科普文章編譯。
責任編輯:Kerina Huang

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