吃完飯就犯困，很多人都有這種體驗，這其實是一種餐后嗜睡的正常生理現(xiàn)象。

2025年12月17日，山東大學張迪教授、李新鋼教授在Nature Communications發(fā)表：The gut vagal sensory pathway drivespostprandial sleep via activation of PVHprojecting GABAergic neurons in the NTS，揭示了腸-迷走通路激活NTS→PVH的GABA能神經元，驅動餐后睡眠。

本研究發(fā)現(xiàn)，進食后產生的飽腹感可通過迷走神經向大腦傳遞信號，從而促進睡眠。具體來說，支配胃和十二指腸的迷走感覺神經元被激活后，會將信號傳至腦干孤束核（NTS）中的GABA能神經元，再由此投射到下丘腦室旁核（PVH），最終抑制覺醒、增加非快速眼動（NREM）睡眠。抑制該通路則會阻斷餐后嗜睡效應。這項工作首次揭示了連接胃腸狀態(tài)與睡眠調控的直接神經環(huán)路，并為治療睡眠障礙帶來新思路。

圖一 隔夜禁食后進食可減少覺醒時間并延長NREM睡眠

為探究能量狀態(tài)對睡眠-覺醒的影響，作者記錄了禁食16小時小鼠（Fasted）及禁食后復食2小時小鼠（Refed）的腦電圖（EEG）和肌電圖（EMG）。

結果：

復食顯著增加了NREM和REM睡眠的比例與總時長，同時減少覺醒時間；其中NREM睡眠的延長源于單次睡眠片段持續(xù)時間增加，而非片段數(shù)量增多且各睡眠狀態(tài)間的轉換頻率未變，表明進食可快速誘導類似餐后嗜睡的穩(wěn)定睡眠狀態(tài)。鑒于迷走神經廣泛支配胃腸道并傳遞飽腹信號至NTS，研究進一步發(fā)現(xiàn)：復食顯著激活NTS神經元（表現(xiàn)為Fos表達升高），而選擇性損毀上消化道迷走傳入神經元則幾乎完全阻斷這一激活效應。這些結果共同表明，進食誘導的NTS激活主要依賴于來自上消化道的迷走感覺輸入，該通路是驅動餐后睡眠的關鍵神經基礎。

圖二 化學遺傳學激活支配胃和十二指腸的迷走感覺神經元可促進睡眠

為明確胃腸道迷走神經在睡眠調控中的作用，作者采用化學遺傳學和神經元消融技術，特異性操控支配胃/十二指腸（Vagalstom/duo）或小腸（VagalsInt）的迷走感覺神經元。

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結果：

激活Vagalstom/duo神經元可顯著增加NREM睡眠的比例與時長、減少覺醒并延長單次NREM睡眠片段，而抑制這些神經元僅輕微影響睡眠片段結構，不影響整體睡眠量；更重要的是，完全損毀Vagalstom/duo神經元后，基礎睡眠-覺醒節(jié)律未發(fā)生明顯改變，表明該通路對維持正常睡眠并非必需，但其激活足以促進睡眠。相比之下，無論激活或抑制支配小腸的迷走神經元，均未引起任何顯著的睡眠變化。這些結果表明，只有來自胃和十二指腸的迷走感覺輸入能有效驅動餐后嗜睡，而小腸信號不參與此過程，凸顯了上消化道在睡眠-攝食整合中的關鍵地位。

圖三 胃/十二指腸迷走感覺神經元功能調控NTS GABA能神經元

為闡明進食如何通過神經環(huán)路調控睡眠，作者聚焦于NTS中對能量狀態(tài)敏感的神經元。

結果：

單細胞核RNA測序和Fos標記實驗顯示，復食不僅顯著激活NTS中的谷氨酸能神經元，也強烈激活GABA能神經元，表明兩者均響應飽腹信號。為進一步評估這些激活是否源于上消化道迷走傳入，研究者將表達EGFP的順行跨突觸HSV病毒注射至小鼠胃和十二指腸壁，結合單細胞測序分析發(fā)現(xiàn)：在接收迷走輸入的1,008個NTS神經元中，超過一半（55.16%）為GABA能神經元，其中以Gad2?亞型為主。通過Gad2-Cre-Ai14小鼠驗證，約23%的HSV標記神經元共標tdTomato，證實胃/十二指腸支配的迷走感覺神經元直接投射并功能連接到NTS的Gad2? GABA能神經元。這一結果揭示了迷走-NTS GABA能通路是傳遞餐后飽腹信號、進而調控睡眠的關鍵環(huán)節(jié)。

圖四 激活NTSGABA能神經元可縮短覺醒持續(xù)時間

作者發(fā)現(xiàn)，支配胃/十二指腸的迷走感覺神經元可激活NTSGABA能神經元，進而促進睡眠。為驗證其功能，他們在Gad2-Cre小鼠的NTS中表達光敏通道ChR2進行光遺傳激活。

結果：

無論是短時（5分鐘）還是持續(xù)1小時的刺激，均顯著減少覺醒時間、增加NREM睡眠并縮短覺醒片段持續(xù)時間，而對照組（僅表達EYFP）無明顯變化?；瘜W遺傳學實驗進一步證實：在NTS中表達hM3Dq并注射CNO后，小鼠在3小時內覺醒比例和總時長顯著下降，NREM睡眠延長且效果在給藥后30分鐘內即顯現(xiàn)。然而，盡管總睡眠增加，覺醒和NREM的片段數(shù)量增多、狀態(tài)轉換更頻繁，提示NTSGABA激活雖促眠，但可能導致睡眠片段化。激活NTS中的谷氨酸能神經元（Vglut2?）卻引發(fā)清醒小鼠出現(xiàn)類似癲癇的抽搐行為，表明其不參與正常睡眠調控，甚至可能干擾神經穩(wěn)定性。綜上，NTS GABA能神經元是迷走介導餐后睡眠的關鍵下游節(jié)點：其激活可有效抑制覺醒、促進NREM睡眠。

總之，本研究揭示了支配上消化道的迷走感覺輸入在調控睡眠-覺醒狀態(tài)中的關鍵作用，并解析了一條從胃部經腦干至下丘腦的上行神經通路。這些發(fā)現(xiàn)闡明了餐后嗜睡的直接神經環(huán)路機制，為開發(fā)治療睡眠障礙的新型干預策略提供了獨特視角。

文章來源

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66112-0

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