我们都知道，人类一生中1/3的时间都在睡眠中度过。同样，其它具有神经系统的生物，无论是高等动物还是低等动物，甚至水母、蠕虫等无脊柱动物也都需要睡眠。然而，无论是人类还是其它生物，睡眠状态下感知危险和做出反应的能力几乎为零。那么，他们为什么还要睡眠？睡眠又是如何触发的呢？
近日，来自以色列巴伊兰大学生命科学院多学科脑研究中心Lior Appelbaum教授带领的研究团队，在斑马鱼以及哺乳动物中证实，在清醒状态下，哺乳动物大脑神经会不断积累DNA损伤，并招募PARP1蛋白进入神经元准备进行修复，当损伤积累到一定程度后，PARP1蛋白就会发出信号，让大脑进入睡眠状态，并募集DNA损伤修复蛋白进行修复。
对此，Appelbaum教授表示，“我们的研究结果表明，PARP1通路能够向大脑发出信号，诱导睡眠并进行DNA修复，调节神经元DNA损伤与修复的平衡。这一发现可以解释睡眠障碍、衰老和神经退行性疾病之间的联系，为未来开发睡眠障碍相关药物奠定了基础。
”相关研究以“Parp1 promotes sleep, which enhances DNA repair in neurons”为题，发表在近期的Molecular Cell杂志上。
虽然睡眠往往会展现出生物最脆弱的一面，但所有具有神经系统的生物却都需要睡眠，不过不同生物所需要的睡眠时间不同。
例如，四处漫游的野生大象每天只需要2个小时的睡眠，人类每天需要7-8个小时的睡眠，猫头鹰每天需要大约17个小时的睡眠。此前的研究表明，睡眠对于人体各个器官的正常运转也至关重要。例如，人的记忆完全是在睡眠过程中形成和巩固的，当人类睡着时，大脑在重播、分析、储存一天的事务，并留下记忆痕迹。同样地，皮肤的新陈代谢在睡眠状态下最为旺盛。
因为当人类睡着时，肌肉、内脏器官等的消耗都减少，其血管处于相对瓶颈状态，而皮肤血管则完全开放，血液可充分到达皮肤，为其提供营养，进行自身修复和细胞更新，起到延缓皮肤衰老的作用。
我们如何感知疲倦并进入睡眠呢？此前，人们对于哺乳动物睡眠行为进行了一系列的研究，发现人类以及其他哺乳动物的入睡时间、睡眠持续时间以及睡眠质量主要由生物钟和睡眠压力来调节。
其中睡眠时间的长短主要与睡眠压力有关，也就是说，我们处于清醒状态的时间越长，大脑积累的损伤就越多，也就需要更长的休息时间来修复。然而，到目前为止，人们对于哺乳动物的大脑如何感知疲劳并驱动睡眠过程发生的机制仍旧不清楚，仅提出了一系列的假设，例如有毒代谢物的积累、神经细胞对能量和大分子物质的需求增加、突触数量、神经损伤修复、细胞应激等等。
总的来说，这一最新发现详细描述了细胞水平触发睡眠的机制，为研究睡眠障碍、衰老和神经退行性疾病之间的因果关系奠定了基础。有趣的是，PARP1抑制剂如奥拉帕利等，早已在全球各地被批准用于卵巢癌等肿瘤疾病的治疗，而在临床应用过程中，这些药物最常见的不良反应就包括睡眠不足造成的慢性疲劳。这或许也从从侧面证实了PARP1蛋白在睡眠中的“驱动”作用。