核心提示：在动物和成年人身上出现的新证据表明，睡眠和肠道菌群之间存在关系;然而，目前尚不清楚学龄前儿童在关键发育时期的睡眠是否与他们肠道微生物群的特征有关。
摘要
睡眠在儿童的身心发展中起着重要作用。在动物和成年人身上出现的新证据表明，睡眠和肠道菌群之间存在关系;然而，目前尚不清楚学龄前儿童在关键发育时期的睡眠是否与他们肠道微生物群的特征有关。本研究的目的是评估学龄前儿童(4.37±0.48岁，n=143岁)的睡眠与肠道微生物群的关系。睡眠测量包括总夜间睡眠时间(TST)、睡眠效率(SE)和睡眠后觉醒时间(WASO)，使用活动记录仪进行评估。低TST和高TST儿童之间的beta多样性差异(p=.048)表明肠道菌群群落差异。其中，双歧杆菌相对丰度在高TST组较高，拟杆菌相对丰度在高SE、低WASO患儿中较高(LDA评分>2)。相比之下，一些毛螺菌科，包括布劳特氏菌属和共球菌1，分别与较短的夜间睡眠时间和较低的睡眠效率有关。我们还发现了一组粪便代谢物，包括特定的神经活性化合物和免疫调节代谢物，与更高的睡眠效率和更少的夜间清醒时间有关。值得注意的是，色氨酸及其代谢产物在SE较高或WASO较低的儿童中较高(LDA评分>2);WASO较少的儿童丙酸浓度较高(p =.036)。总的来说，我们的研究结果揭示了学龄前儿童睡眠和肠道微生物群之间的新联系。较长的夜间睡眠和较高的睡眠效率与特定的共生细菌有关，这些共生细菌可能通过调节神经递质代谢和免疫系统来调节睡眠。
结论
图 1 由加权UniFrac距离得出的非度量多维尺度图显示了低夜间睡眠和高夜间睡眠儿童肠道微生物群的差异
表1.参与者特征和睡眠测量值(n = 143)
在TST、SE和WASO低组和高组儿童之间粪便微生物群α-多样性没有观察到差异性
图2.根据LEfSe，在夜间总睡眠时间(TST、A)、睡眠效率(SE、B)和睡眠开始后清醒时间(WASO、C)的儿童中，最具区别的肠道微生物群的相对丰度
夜间总睡眠时间较多的儿童(高TST)具有较高的双歧杆菌、拟杆菌属和浊度杆菌相对丰度;SE越高的儿童反刍杆菌9和拟杆菌的相对丰度越高。在WASO得分较低的儿童中，拟杆菌的相对丰度也较高。
图3.根据LEfSe，低夜间睡眠(TST、A)、睡眠效率、SE、B)和睡眠后清醒时间(WASO、C)儿童中最明显的粪便代谢物的相对丰度
我们分析了学龄前儿童的粪便代谢产物，以进一步评估睡眠与肠道微生物群功能之间的关系。总共检测到141种代谢产物，23种代谢产物因睡眠组而异，包括氨基酸、维生素、单糖和糖醇。高TST儿童组中的N-乙酰基-L-天冬氨酸和山梨糖醇较多。在高SE和低WASO组中烟酸、甘氨酸、色氨酸、酪氨酸和L-鸟氨酸含量更多。L-苯丙氨酸和L-苏氨酸在低SE和高WASO组中都较高。
图4。夜间总睡眠低和高睡眠(TST、A-C)、睡眠效率、SE、D-F)和睡眠开始后清醒时间(WASO、G-I)儿童粪便SCFA浓度的差异
与清醒时间较长(高WASO)的儿童相比，低WASO儿童的粪便丙酸盐浓度更高。低TST组和高TST组与SE组之间未观察到SCFA浓度的差异。
总结
总之，我们的研究结果表明，幼儿的睡眠时间、效率和睡眠后的觉醒与肠道微生物群和微生物代谢物，如色氨酸、色氨酸衍生物和丙酸有关。这些微生物代谢物可能是睡眠和肠道微生物群联系的关键介质。虽然睡眠和肠道微生物群之间联系的潜在机制尚不清楚，但我们的研究表明，需要进一步的研究来阐明睡眠与特定微生物成员和代谢物之间的联系，并确定这些因素是否可以用于改善幼儿的睡眠。
