陳根：基因下的睡眠多寡，如何擁有短睡眠人生？_風聞

文/陳根

睡眠作為生命過程重要的組成部分，佔據了每個人生命至少三分之一的時間，對於人體的重要性不言而喻。

2019年9月《美國心臟病學會雜誌》的一份對近五十萬人的睡眠進行研究的結果表示，每晚睡6-9小時是適宜的睡眠時間**，7至8小時則更優，**而睡眠不足5小時的人，心臟病發作的幾率比睡7至8小時的人要高出52%。

此外，其他大量的研究進一步顯示，癌症、糖尿病、肥胖、抑鬱症、阿爾茨海默病以及其他精神疾病的患病風險上升都與睡眠不足有着某種關聯。

**顯然，****睡眠不足並不僅僅是多打幾個哈欠那麼簡單，對大部分人而言，睡眠不足無異於透支自己的生命。**在《2018中國睡眠質量調查報告》中，16%的被調查者存在夜間睡眠時間不足6個小時，表現為24點以後才上牀睡覺，並且在6點之前起牀；而有83.81%的被調查者經常受到睡眠問題困擾，其中入睡困難佔25.83%，淺睡眠者有26.49%，睡眠問題依舊嚴重。

事實上，對於具體的個人，睡眠既有一定的共性，也有一定的差異性，對睡眠差異性的瞭解或將幫助我們選擇一個更適合自己的生活方式。

健康睡眠因人而異

如前所述，7至8小時的每日睡眠是被公認的健康睡眠，但何時睡，如何睡卻因人而異，這與個人的生物鐘或晝夜節律有着緊密聯繫。

生物鐘或者晝夜節律存在於人體每個細胞和器官中。位於下丘腦前部、視交叉上方的視交叉上核（suprachiasmatic nucleus, SCN），是調節從進食、睡眠到荷爾蒙分泌各種生命活動節律的重要生物中心。

當光線照在視網膜上，神經元把“白天”的信號傳輸到視交叉上核，視交叉上核便能夠統一調控體內諸多的生物鐘，使之同步運轉，並與外界環境日夜變化的線索相一致。然而，人體對這些光暗線索產生的反應卻各有差異。

根據不同的人對光暗線索的敏感程度，科學家們提出了**“時型”（chronotype）的概念。**時型為早型的人，可能在日初時就會開始他們的日間生理活動，更早一點的則在天亮之前。對於時型為晚型的人，日間生理活動的開啓則要相對延後，睡眠時間也相對延長，可能一小時，也可能更久。

此外**，一個人的時型會隨年齡增長而變化****，**這也是為什麼隨着年齡增長而出現越醒越早，越起越早的原因。根據肯特大學的神經生理學家研究，衰老會引起視交叉上核對光的敏感性顯著降低，加之負責傳遞光信息的穀氨酸受體（NMDA）在重置生物鐘方面能力的弱化，使得晝夜節律的功能被削弱。

除了年齡的影響因素，時型的個人差異與基因也有着必然關係。

在研究人員讓試驗者們在不用上班或上學的日子裏記錄睡眠模式的情況下**，11 點睡 7 點起的人最多，這代表了一個平均時型**。

具體來説，平均時型的人的視交叉上核會在 9 點就下令分泌睡眠激素褪黑素，讓他們覺得困，腸胃蠕動也減緩，10 點半左右體温降低，準備入眠。然後早上 6 點半的時候，在視交叉上核的調節下血壓升高，慢慢甦醒， 10 點達到思維最靈敏的狀態。

但對於晚型的人來説，所有這些日間生理活動則發生得更晚，且無力改變。相較於平均時型，當晚型的人被強迫早起，他們表示，會像坐飛機飛過了幾個時區一樣難受。

不同的時型源於基因的差異：視交叉上核裏的腦細胞有一些“時鐘基因”，它們的活動在一天之中的不同時間被激發、關閉，隨之所生產的蛋白質的量也呈波浪狀起伏。這些蛋白質作為信號，調節各種生理現象。

研究以早起的家庭時，科學家們發現，同一家庭的成員都攜帶有相同的“時鐘基因”基因突變。也就是説，習慣早起還是晚睡，在某一程度上説，是遺傳的。

這也提示我們，在保證睡眠時間的同時，也要保證生物節律的健康，如何睡得健康，也將成為更大的挑戰。

與眾不同的短睡眠基因

如果説時型的差異決定了大多數人的睡眠差異，那麼，短睡眠基因則決定了小部分人與眾不同的睡眠。

2009年，《科學》雜誌刊登了加州大學舊金山分校的研究團隊關於發現第一個短睡眠基因——DEC2的研究成果。**研究顯示，**DEC2能調節哺乳動物的睡眠長度。攜帶DEC2基因的特定突變的人，平均每晚只需要睡6.25小時，而缺乏這種基因突變的人平均需要的睡眠時間為8.06小時。

第一個短睡眠基因的發現首次提供了基因與睡眠的決定性證據，證明在少數情況下，天生的短睡眠是可遺傳的。當然，這種突變非常罕見，只有一部分短睡眠者可以用這種突變來解釋，它並不適用所有短睡眠者。

十年後，來自同一個實驗室的研究人員在**《Neuron》上發表了第二個短睡眠基因的研究成果，這與一種被命名為ADRB1的基因有關**。

實驗中，科學家篩選了具有“自然短睡眠模式”人羣的基因，使用遺傳連鎖分析和全外顯子組測序鑑定後，他們發現了由ADRB1基因編碼的β1腎上腺素能受體（adrenergic receptor）的蛋白質突變形式，揭示了一種新穎且非常罕見的變體。

隨後，研究人員對小鼠進行基因工程改造以使其攜帶突變的ADRB1基因變體。結果表明，具有突變的ADRB1基因的小鼠平均比普通小鼠睡眠少55分鐘。由於背腦是腦幹的一部分，是已知控制睡眠的腦區，涉及潛意識活動如呼吸和眼球運動以及睡眠。這引發了ADRB1基因與背腦的進一步分析，分析後發現，ADRB1基因在背腦中高度表達，似乎影響背腦的神經元及其活動水平。

此外，背腦正常ADRB1表達神經元不僅在清醒期間更活躍，而且在REM（快速眼動）睡眠期間也很活躍，而在非快速眼動睡眠期間則保持安靜。總的來説，突變神經元比正常神經元的生物行為更加活躍，其影響了小鼠的晝夜節律，導致個體的平均睡眠時間減少。

就在ADRB1基因公佈後的不到兩個月，第三個短睡眠基因被宣佈。有趣的是，三次短睡眠基因的發現和研究公佈都來自同一個實驗室。第三次，研究人員鎖定了一個名為NPSR1基因的突變。

NPSR1負責編碼的是一種位於神經元表面的信號蛋白，此前就有研究表明，這種蛋白與睡眠調節有關。與已知的兩種短睡眠基因突變一樣，這種突變也極其罕見，每400萬人中只有不到一人。

為了瞭解這種基因在大腦中的作用，研究人員在小鼠身上進行了一系列實驗。他們利用基因工程讓這些小鼠攜帶了與NPSR1相同的突變基因。他們發現攜帶NPSR1基因突變的小鼠比不攜帶這種基因突變的小鼠睡眠時間更短，而且它們的身體活動也更加活躍。

事實上，NPSR1是大腦中促進覺醒的信號通路的一部分。當它被激活時，它會通過附加一個化學修飾來激活同一途徑中的其他蛋白質。為了測試NPSR1的突變和非突變版本是否都能以同樣的程度激活這種信號通路的組成部分，研究人員將一種能觸發NPSR1的化合物注射到正常和被基因改造過的小鼠體內。之後，他們發現突變的NPSR1比非突變的NPSR1激活了更多的下游蛋白。

此外**，研究人員的另一項補充實驗顯示，突變的NPSR1比非突變的NPSR1更容易觸發**。當這些實驗結果結合時，結論表明與短睡眠有關的NPSR1更容易活躍，並且在激活能促進覺醒的其他成分方面也表現得更好。

**實際上，****研究人類睡眠具有挑戰性，因為睡眠既是一種生物學行為，也是一種生物學功能。**睡眠作為複雜的生理過程，影響着許多疾病的產生，這些疾病包括癌症、自身免疫性疾病、心血管疾病和阿爾茨海默病等。

也許大腦中並非只有一個基因或一個區域控制身體的睡眠週期與規律，但不論是時型下的晝夜節律，還是短睡眠基因，都為理解基因是如何影響人類睡眠機制提供了線索。這些線索同時也激發了研究者更多潛在的希望，如何深化成果開發新型藥物來調整和優化睡眠質量，治療睡眠障礙，正在成為研究的方向。