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2020年的2019冠狀病毒病造成世界各國紛紛祭出封城來抗疫。在封城期間,人們不能出門、不能聚會,這對身為社交生物的我們,會造成什麼影響呢?最近在果蠅(Drosophila)的研究,提供了一些重要的參考。
研究團隊為了要研究社交隔離(social isolation)對動物的影響,選擇了果蠅做為模式生物。果蠅的一生大約為30-50天,每天要睡16小時(包括午睡與夜間的睡眠)。實驗將果蠅放在12小時光照與12小時黑夜的環境。
研究團隊先將果蠅分成1,2,5,25,100隻為一組,放在容器裡七天。測試的結果發現,只有單獨被留在容器裡的果蠅出現睡眠障礙,且主要干擾到的是午睡。
接著研究團隊把果蠅分成1與25隻一組,分別放在容器裡一、三、五、七天。測試的結果發現,只有單獨在容器裡的果蠅在五天與七天出現睡眠障礙,且七天的狀況比五天嚴重,主要影響到的還是午睡。
接著研究團隊分析了孤獨一、七天與成群的果蠅的基因表現。研究團隊發現,孤獨了七天的果蠅其基因有214個表現與孤獨一天以及成群的果蠅不同(後兩組看不出明顯區別)。這214個基因主要牽涉到的功能包括了氧化還原、一碳代謝以及碳水化合物的代謝,還有與睡眠相關的基因。其中表現最受到影響的20個基因中,有兩個基因Limostatin(Lst)與Drosulfakinin (Dsk)。Limostatin是抑制胰島素的賀爾蒙,其表現可被飢餓誘導;而Drosulfakinin則是受到飽食誘導。這兩個基因的表現,在孤獨七天的果蠅裡Limostatin上升,Drosulfakinin下降。另外tobi基因--這個基因會受到果蠅的胰島素與升糖素調節--的表現也上升了。總的來說,在表現最受到影響的20個基因中,有7個與飢餓有關;而受到影響的214個基因裡面,有32個與飢餓有關。實驗結果也發現,孤獨的果蠅吃得比成群的果蠅多,且只有孤獨七天的果蠅出現這個現象。
接著研究團隊想知道,到底睡眠障礙與多吃是否與神經相關,結果他們發現P2神經元與這些現象有關。當他們把這些神經元關閉,已經孤獨七天的果蠅就不再多吃少睡了;而如果把孤獨一天的果蠅的P2神經元給活化,這些果蠅就會開始出現多吃少睡的症狀。但若在成群的果蠅中活化P2神經元,並不會出現這些症狀。
所以,長期的孤獨會活化P2神經元,讓果蠅開始出現多吃少睡的症狀。類似的症狀也出現在社交隔離的人們。究竟為什麼長期的孤獨會使人多吃少睡呢?研究團隊認為,對社交生物來說,孤獨或許是個危險的信號,所以社交生物們在長期孤獨時會多吃(儲備能量)少睡(保持警醒),以便應付未知的危險。
參考文獻:
Wanhe Li, Zikun Wang, Sheyum Syed, Cheng Lyu, Samantha Lincoln, Jenna O’Neil, Andrew D. Nguyen, Irena Feng, Michael W. Young. Chronic social isolation signals starvation and reduces sleep in Drosophila. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03837-0
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