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本研究采用基于张量分解（TD）的无监督特征提取方法，重新分析了雄性小鼠皮层在睡眠剥夺（SD）和恢复睡眠（RS）条件下的基因表达谱。研究发现，与预期模式不同，SD期间基因表达改变在RS期间并未恢复正常，而是呈现出“未恢复”和“过度恢复”两种新模式。通过富集分析（Allen Brain Atlas）和AlphaGenome验证，成功鉴定出生长抑素（Sst）表达神经元是调控SD和RS的关键细胞类型，揭示了Sst神经元在睡眠稳态中的核心作用。
生长抑素表达神经元调控睡眠剥夺与恢复
背景/目标
本研究重新分析了公开的雄性小鼠皮层基因表达谱，采用基于张量分解的无监督特征提取方法，旨在探索睡眠剥夺和恢复睡眠的分子机制。
方法
研究聚焦于两种独特的基因表达模式：在睡眠剥夺期间表达水平改变且在恢复睡眠期间未能恢复正常水平的基因，以及在恢复睡眠期间表达水平超过正常水平的基因。通过张量分解技术，从基因表达张量中提取奇异值向量，识别与睡眠条件相关的基因集，并进行富集分析。
结果
分析显示，所选基因集在Allen Brain Atlas中富集于多个脑区，表明筛选出的基因具有生物学意义。其中，生长抑素表达神经元簇富集程度最高。研究进一步通过AlphaGenome验证，发现Sst神经元在睡眠剥夺和恢复睡眠过程中活性显著。
讨论
Sst神经元在睡眠调控中表现出双重特性。在正常睡眠中，皮层Sst神经元通过触发同步“关闭状态”促进慢波活动，增加非快速眼动睡眠时间。然而，在睡眠剥夺条件下，海马Sst中间神经元被选择性激活，充当抑制记忆巩固的“门控”，干扰突触可塑性和信息传递。此外，在急性应激条件下，中央杏仁核Sst神经元被激活，诱导从非快速眼动睡眠到觉醒的快速转换，延长入睡潜伏期。
前额叶皮层Sst神经元通过长程投射到下丘脑的不同核团，协调睡眠稳态响应。投射到外侧视前区可引发筑巢行为等睡眠准备行为，而投射到外侧下丘脑则触发具有强delta波的恢复性非快速眼动睡眠。睡眠剥夺还会诱导海马和新皮层Sst中间神经元树突棘的结构变化，改变兴奋性输入，从而破坏神经网络中的兴奋-抑制平衡。
结论
本研究通过全数据驱动的转录组分析，成功识别出Sst在睡眠剥夺和恢复睡眠中的关键作用。Sst表达神经元可能通过调节神经回路和网络活动，在睡眠剥夺中发挥核心作用。这一发现为理解睡眠机制提供了新的遗传视角，该方法有望广泛应用于睡眠相关基因功能的研究。
