【前沿资讯1105】Science：熬夜变傻有科学依据！

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【科学】Science：熬夜变傻有科学依据！

 经常熬夜大脑反应会变得迟钝，而充足的睡眠则会让人保持聪明的大脑。那些满嘴“生前何必久睡？死后注定长眠！”的言论这次真的可以靠边站了！这一次科学家们拍摄下了睡眠期间大脑的自动清洗视频。

近日，波士顿大学的科学家们在国际顶级期刊《Science》杂志上发表最新的研究，结果表明：只有在睡眠状态下，大脑才会开启“自动清洗”模式，扫除白天大脑中积累的记忆障碍蛋白。

DOI: 10.1126/science.aax5440

波士顿大学生物工程学助理教授Laura Lewis博士所在的研究团队对13名23至33岁之间的受试者进行研究，受试者戴上脑电图帽躺在BMI仪器内睡觉。脑电图会清楚得显示，受试者是处在哪个睡眠状态，并且MRI会测量血氧水平。

研究发现大脑在睡眠期间，神经元活动变得不那么激烈，血液会周期性地从脑部流出，一种称为脑脊液（Cerebro-Spinal Fluid，CSF）的水状液体随之流入有节奏地冲洗大脑。脑脊液对于大脑而言是一种“清洗剂”。早在2013年就有研究表明，脑脊液有助于β淀粉样蛋白的清除。这意味着这一研究结果或将对阿尔茨海默病提出新的见解。

这一清洁工作只能在睡眠阶段进行，因为清醒状态下，血液充斥了大脑，脑脊液根本就没办法进入大脑。该研究主要关注的是轻度睡眠和深度睡眠阶段，也就是非快速眼动（REM）阶段，这两个阶段是大脑保持记忆非常重要的阶段。此时所有的神经元都会变得安静，因此这时大脑不需要太多的氧气，这意味着流进大脑的血液会更少。脑脊液会随之流入大脑进行清洗。

随着年龄的增长，人们的大脑通常会产生较少的慢波。这可能会影响大脑的血流并减少睡眠期间脑脊液的波动，从而导致有毒蛋白质的积累和记忆能力的下降。尽管研究人员倾向于分别评估这些过程，但现在看来它们之间有着密切的联系。为了进一步探讨衰老如何影响睡眠的血液流动和大脑中的脑脊液活动，Lewis和她的团队计划招募老年人参加下一次研究。

这一研究提醒我们，睡眠很重要，熬夜降智商。随着年龄的增长，熬夜所要付出的代价太大了，白天大脑代谢的有害物质如果不能及时清除，自闭症、阿尔茨海默症可能会在你年老时找上门。

【癌症】刷新认知！这些常见病毒原来能帮我们抑制癌症？

说到病毒，很多人的第一印象是对人体健康有百害而无一利。随着宫颈癌疫苗的普及，越来越多的人开始了解，病毒感染还会引起可怕的癌症。除了宫颈癌疫苗针对的人乳头状瘤病毒（HPV）外，还有一些常见病毒也是潜在的致癌因子，比如乙型肝炎病毒（HBV）。

不过，生活在我们皮肤上的一类常见病毒，似乎对人类健康产生的不是害处，而是好处！根据顶尖学术期刊《自然》最近发表的一篇论文，麻省总医院（Massachusetts General Hospital）肿瘤免疫中心的科学家们发现，一些“低风险”HPV似乎在间接保护我们免受皮肤癌的侵害。

研究作者介绍，“这是首次在实验模型和人体中都有证据表明，常见病毒可能有健康益处，并且这种益处与癌症防护有关。”

首先要说明的是，这些低危型HPV与宫颈癌疫苗针对的HPV有区别。迄今为止，已知的HPV类型超过170种，涉及不同的临床表现。其中，只有12种左右被列为高危型，比如HPV16、18、6、11，它们与多种生殖器癌症有关，还有一些与头颈癌、口腔癌有关。现有的疫苗可以帮我们防护这些恶性肿瘤。

此外，还有很多其他类型的HPV，比如Shawn Demehri博士与同事们研究的那些，是人体内部和表面常见的共生病毒，被认为引起严重疾病的风险比较低。这些低危型HPV，在皮肤上最常见的表现是寻常疣、跖疣和扁平疣。有数据估计，每3个学龄儿童中就有1人感染皮肤型HPV，可见感染非常普遍。

过去的一些研究提示，人群中广泛存在的β亚型HPV感染或许和一些恶性皮肤癌的风险有关联。在免疫抑制的患者中，皮肤鳞状细胞癌的风险上升了100倍。自然有人猜测，是不是常年潜伏在人体的病毒在人体免疫力较低的时候就成了致癌因子呢？

这正是此次研究想要回答的问题。虽然已有多项研究试图证明HPV感染与鳞状细胞癌之间的联系，但没有一项能证明HPV真的驱动了这些常见皮肤癌的发展，研究作者说。

而他们得到的实验结果恰恰和过去的猜想相反。利用小鼠模型进行的实验表明，免疫系统完整、对HPV能产生天然免疫的小鼠，以及那些因输注T细胞而获得免疫的小鼠，都能够在暴露于紫外线辐射或是已知会导致皮肤癌的化学物质时，抵抗皮肤癌。这是因为，HPV的肽类分子可以诱导T细胞产生免疫应答。而被激活的T细胞可以有效攻击早期皮肤癌细胞。

除了动物实验，研究者还检测了人类的皮肤癌样本，分析已知的25种低风险HPV的存在及其活性，发现皮肤癌细胞中的病毒活性和病毒载量显著低于相邻的正常皮肤，“表明对病毒阳性的恶性细胞有很强的免疫选择性”。

对于免疫系统受抑制的患者，之所以皮肤癌的风险大大增加，研究人员解释，是因为免疫力的丧失，而不是HPV的致癌作用。

基于这些发现，研究者提出：“以针对共生HPV的T细胞为基础开发疫苗，或许可以提供一种创新方法，增强皮肤的抗病毒免疫力，有助于高危人群预防疣和皮肤癌。”

论文最后，研究人员指出，在使用免疫检查点抑制剂对抗皮肤鳞状细胞癌时，增强针对HPV免疫的天然免疫或许可以进一步提高免疫疗法的有效性。也许在将来，借助共生病毒赋予的力量，我们能更有效地预防和治疗皮肤癌。

 
【科学】打破教科书理论：父母给你的染色体数量 可能根本不一样

按照减数分裂和受精过程，新生胎儿的染色体应该一半来自父亲，另一半来自母亲。如果这一规则出现差错，就可能导致某些遗传疾病。但最近发表在《美国人类遗传学杂志》的研究从基因大数据的分析结果中意外发现，许多健康人群染色体的亲本来源组成也不是1:1的。

意外的染色体组成

早在Natalie Nakles出生前，甚至是来自她母亲的卵子成熟之前，奇怪的事情就发生了。那颗卵子本应只携带一条16号染色体，结果最后却多出了一条。而随后的一系列细胞过程，让Nakles的受精卵发育时移除了来自精子的16号染色体。因此，现今24岁的Nakles并不像大多数人一样从父母身上各继承了一组染色体，她的两条16号染色体全部来自母亲。

这种现象被称为“单亲二体性”（uniparental disomy），即23对染色体中某一对的两条染色体都来自父亲或母亲一方。在文献中，单亲二体性与自然流产有着密切关系。即便胎儿存活，它也有可能患有骨骼异常、癫痫、智力障碍和儿童癌症等疾病。Nakles就患有阿斯伯格综合征，这是一种自闭症谱系疾病，但不会有自闭症患者的语言和智力障碍。除此之外她很健康，没有什么严重的健康问题。她是将唾液样本送到23andMe公司进行DNA检测后才发现自己有单亲二体的问题。

如今，一项研究对大约483万人的DNA进行了检测，其中440万来自23andMe基因检测公司，43万来自英国生物样本库。结果显示，许多像Nakles这样的健康人身上都存在单亲二体性。该研究共找到了675个单亲二体的样本，且没有发现其与任何有害特征存在显著相关。这表明，单亲二体性现象比过去文献中的结果更普遍，且危害性更低。

英属哥伦比亚大学的遗传学家Wendy Robinson没有参与这一研究，但她对研究结果感到十分兴奋。她之前就怀疑健康人群中单亲二体性的发生率比文献中报道的要高，但一直没有DNA样本数据支持。因为直到最近，自愿进行DNA检测的健康人士才多了起来。一般来说，医生可能是发现某些病人患了罕见疾病，才让他们进行DNA检测，结果就发现了单亲二体性，然后发表了相关文章。这就像是只在路灯下面寻找花盆，就得出结论所有花盆都在路灯下面一样。

但是，23andMe公司和英国生物样本库的检测对象更多是身体健康的人，结果表明即使是健康人群也可能带有看似严重的遗传异常。Robinson认为这种异常其实是一种正常现象。现有的科学研究本质上就是把所有可能导致有害结果的因素列举出来，因此人们误以为遗传异常只会发生在有严重疾病的人身上。而产前检查有时会发现并列出单亲二体，这一结果会让准父母感到十分焦虑。不过，这项新研究能在一定程度上打消他们的焦虑。“你有单亲二体性，并不代表你的孩子一定会出问题。”

错误的开始

减数分裂是形成卵子和精子的过程，而单亲二体性则是这一过程出错所导致的结果。科学家们也提出了各种不同的机制假说，但最常见的情况可能是这样的：减数分裂的错误导致卵子或精子获得了两条相同编号的染色体，因此胚胎最终得到了三条同源染色体。这些胚胎有时会自然流产，但有时却可以进行“三染色体自救”，即某些细胞会丢失额外的第三条染色体，并最终战胜非正常细胞。如此一来，胎儿最终能够得到正确数量的染色体，但由于丢掉的那条染色体是随机的，因此胎儿的染色体组不一定刚好一半来自父亲、一半来自母亲。

尽管这不是精子与卵子结合的标准过程，但结果最终还是诞生了健康的婴儿。波士顿儿童医院的博士后、23andMe公司曾经的实习生Priyanka Nakka 也参与了这项研究，他说：“这一现象与我们在学校学到的生物学定律不一样。”不过，科学家早已提出了相关理论，后来也确实发现了其他非正常受孕、但仍能诞下健康后代的方式，例如半同卵双胞胎，即一个卵子同时被两个精子受精，就会混合出三组染色体，1组来自母亲，2组来自父亲。

发生在哪一条染色体很关键

如果单亲二体性确实造成了健康问题，原因主要有以下两种。第一种，一个孩子可能从父母一方继承了两条相同的、带有罕见隐性突变的染色体。第二种，某些基因的表达与否取决于它们来源于父母哪一方，这种现象称为“基因印迹”。这意味着，从父母一方继承两条相同的染色体会导致各种健康问题。

例如，如果两条15号染色体都来自母亲，就会导致普拉德-威利综合征（Prader-Willi syndrome），根据相关病症也被称做低肌张力-低智力-性腺发育低下-肥胖综合征；而如果15号染色体都来自父亲，则会导致天使人综合征（Angelman syndrome），患儿会产生发育迟缓，智力残疾，严重的言语障碍以及运动和平衡问题。它们都是具有明显症状的特殊遗传疾病。

基因印记并非在所有染色体上均匀分布，因此某些染色体的单亲二体会比另一些导致更严重的后果。Nakka和她的合作者们发现，目前大多数文献中单亲二体性相关疾病的报道主要集中在6、7、11、14、15号染色体上。但是在23andMe公司和英国生物样本库中，健康人群的单亲二体性更多是与1、4、16、21、22和X染色体有关。

随着DNA检测技术的普及，越来越多的人选择在家进行DNA检测，从而发现了自己可能具有单亲二体性。著名的遗传谱系学家CeCe Moore表示，已经有不少人发现自己的DNA检测结果存在异常，并向她进行了咨询。23andMe公司没有在检测结果中标注单亲二体性，事实上他们也不打算这么做。但是只要用户仔细分析结果，就能推断出单亲二体的存在。

和母亲一起进行23andMe公司的DNA检测后，Nakles才发现了自己身上存在单亲二体。她注意到，她与母亲的16号染色体的重合度比正常情况要高得多。她让父亲也接受了检测，并确认了她与父亲没有共享16号染色体的任何片段。Nakles是一名医学生，她很快就搞清了这件事是怎么在细胞中发生的。当我们交谈时，她向我解释了减数分裂过程中一开始出现的错误，以及用于“修复”它的三染色体自救。她发现自己曾经很可能根本无法出生，但现在却活得好好的，不禁对这一切惊叹不已。