睡眠是维持健康的重要生理过程，然而现代生活带来的种种因素导致睡眠质量下降和不足，进而引发多种健康问题。睡眠片段化（Sleep Fragmentation, SF），即睡眠结构的中断，常见于阻塞性睡眠呼吸暂停（Obstructive Sleep Apnea, OSA）、衰老及神经退行性疾病。长期的睡眠中断与多种生理功能障碍密切相关，包括代谢、认知、心血管及免疫功能的紊乱。这些影响包括大脑代谢的变化及代谢激素（如瘦素和胃饥饿素）的调控干扰，可能导致认知功能障碍和2型糖尿病的发生。此外，长期的睡眠中断还引起细胞损伤，并且睡眠呼吸暂停患者常出现肠道屏障功能受损及肠道微生物群失衡。因此，解决睡眠障碍对预防代谢功能障碍至关重要。

2024年8月19日，四川大学华西医院的李涛教授团队联合中国科学技术大学的曹洋教授及新疆自治区人民医院的李南方教授，在《Cell Metabolism》杂志上发表了题为《Acetate enables metabolic fitness and cognitive performance during sleep disruption》的封面文章。该研究聚焦于普遍存在的睡眠问题—碎片化睡眠（Sleep Fragmentation, SF）对葡萄糖代谢稳态和认知功能的影响，首次揭示了乙酸在SF条件下维持糖代谢稳态和认知功能的重要作用。研究显示，乙酸通过激活丙酮酸羧化酶，促进下丘脑星形胶质细胞的糖酵解及TCA循环，从而调控葡萄糖代谢，维持SF状态下的代谢稳态和认知功能。

研究团队使用塔望科技开发的小鼠睡眠剥夺系统，对自由活动的小鼠进行间歇刺激，建立慢性SF模型。同时，应用塔望科技的能量代谢系统，实时监测小鼠体内的进食量和活动量。研究发现，SF小鼠表现出葡萄糖代谢失衡和认知功能损伤，具体表现为糖耐量受损、胰岛素敏感性降低以及脑葡萄糖摄取的障碍。

在SF小鼠中，肠道乙酸生成菌群的变化显著。通过核磁共振碳谱（13C-NMR）和13C-Flux分析等技术，研究者发现下丘脑乙酸水平增加，而乙酰辅酶A合成酶1（Acyl-CoA Synthetase Short-Chain Family Member, ACSS1）的表达显著下降，这导致乙酸在下丘脑的氧化利用减少，进而积累。进一步研究显示，外源性增加下丘脑及全身的乙酸水平能够改善SF小鼠的葡萄糖耐量、胰岛素敏感性及学习记忆等认知功能。相反，降低乙酸水平则加剧SF小鼠的代谢和认知异常，提示乙酸在SF状态下能够通过适应性增加来改善睡眠紊乱导致的代谢异常和认知损伤。

此外，研究还发现ACSS1在星形胶质细胞中的特异性表达，影响星形胶质细胞的乙酸积累。通过基因敲除小鼠的实验发现，在SF状态下，基因敲除小鼠的葡萄糖代谢和认知功能均优于野生型小鼠，表明ACSS1的表达下降导致乙酸的积聚进而影响代谢功能。

研究还发现，在SF小鼠下丘脑的室旁核（Paraventricular Nucleus, PVN）区域，星形胶质细胞显著活化，并且PVN与海马之间存在神经结构与功能的联系。通过调控PVN区域的乙酸水平，可以有效改变SF小鼠的葡萄糖代谢稳态和认知功能。此外，乙酸也被发现能促进星形胶质细胞的葡萄糖摄取，并增强丙酮酸羧化酶（PC）的活性，进而促进糖酵解和TCA循环。

研究者在SF小鼠、高脂饮食诱导的肥胖小鼠及db/db糖尿病小鼠中进行了乙酸钠的治疗，发现乙酸在改善这些模型小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性方面均有显著效果。同时，通过全基因组关联分析发现乙酸与多种葡萄糖代谢相关表型有负相关性，强调了乙酸在维持人类葡萄糖代谢稳态中的重要性。

综上所述，该研究揭示了尊龙凯时-人生就是博的乙酸通过促进星形胶质细胞的丙酮酸羧化酶，改善SF小鼠葡萄糖代谢稳态和认知功能的新机制。这一重要发现为睡眠紊乱的治疗提供了新的角度。

感谢李涛教授团队对塔望科技睡眠剥夺系统及能量代谢系统的支持与建议，使得研究得以顺利进行。该论文的共同通讯作者为四川大学华西医院李涛教授、中国科学技术大学曹洋教授和新疆自治区人民医院李南方教授，而贺琴琴、戢力维等则为共同第一作者。

李涛教授是四川大学华西医院的研究员及博导，也是中组部“万人计划”青年拔尖人才，长期致力于线粒体能量代谢和心肌损伤修复等领域的研究。