实验动物疾病模型的构建和评价是兽医研究的一个重要领域,也是生命科学研究和生物医药产业发展的基础,在睡眠机制的研究中不可缺少睡眠剥夺动物模型,而建立科学有效的动物疾病模型是基础兽医研究的重要工作之一。通过研究动物睡眠,可以深入了解人类睡眠机制和功能。构建睡眠剥夺模型的方法与实验动物有很多种,但能够维持长时间有效的睡眠剥夺的模型却很少。睡眠剥夺模型作为一种内源性氧化应激模型,其模型评价和鉴定有一定的难度,因此确定有效的评价指标在对模型鉴定以及模型复制时具有重要意义。大脑是受睡眠或缺乏睡眠影响最大的器官之一,因此检测睡眠剥夺后脑组织的基因表达量,有利于进一步研究睡眠剥夺引起机体损伤和对心血管疾病影响的作用机制。本研究以多平台水环境构建大鼠睡眠剥夺模型,综合分析大鼠睡眠剥夺后的临床表现、组织病理学及氧化应激水平的变化,确定评价指标,并通过转录组测序,筛选差异表达基因并进行功能注释与分析。本研究内容如下:1大鼠睡眠剥夺模型的构建实验动物为8周龄的SPF级SD大鼠,实验分为5个组,分别是空白对照组,睡眠剥夺1周、2周、3周、4周组,每组5只。通过多平台水环境构建大鼠睡眠剥夺模型,采用水平台装置,大鼠进入快速动眼睡眠时,全身肌肉紧张性下降,大鼠落入水中而突然惊醒,重新爬上小平台,重复如此,持续性地剥夺大鼠睡眠。分批次将各组大鼠置于水平台装置中,每天早晚将大鼠取出,于干净的鼠笼中休息和自由饮食40 min,再放回剥夺箱中。整个实验过程中记录大鼠的临床表现。2大鼠睡眠剥夺模型的评价通过分析大鼠睡眠剥夺后的临床表现、组织病理变化及氧化应激水平,对模型进行评价。临床表现发现模型组大鼠精神状态从正常到兴奋,最后萎靡衰弱,体重下降,毛发发黄且严重脱落。通过HE、Nissl及Tunel染色观察大脑组织病理变化,模型组明显神经元变性、数量变少,尼氏体消失或溶解,凋亡阳性细胞数随时间增加。检测血清中SOD、GSH-Px及MDA的含量,评价机体的氧化应激水平,各组之间MDA含量极显著升高（P＜0.01）,GSH-Px和SOD含量极显著降低（P＜0.01）。3转录组测序筛选差异表达基因通过转录组测序方法,筛选睡眠剥夺大鼠差异表达基因。通过样本相关性分析和测序数据质控,判断样本重复性与测序质量,结果显示均合格。以|log2FC|＞=1且q＜0.05为筛选标准,筛选出511个显著差异表达基因。各比较组显著差异基因数目进行统计,发现差异表达基因数目随时间而增多且大多数基因表达下调。通过q RT-PCR对差异基因进行验证,检验测序结果的可靠性,结果显示与RNA-Seq表达量变化趋势基本一致,说明转录组测序结果准确。4对差异表达基因进行GO与KEGG功能注释通过BLASTX软件,将差异表达基因与GO和KEGG数据库比对,进行富集性分析与功能注释,了解基因的功能。GO分析显示差异表达基因主要富集于膜、转录调控、信号转导以及蛋白质结合。KEGG分析显示差异表达基因显著富集于MAPK信号通路与神经活性配体-受体信号通路。5分析差异表达基因与心血管疾病相关通路途经通过KEGG分析发现Itga6、Itgb5、Itga7、Cacna1f、Cacna2d1、Cacng3、Sgcg、Agt、Adcy1、Adcy8等多个基因共同富集到4个心血管疾病通路途径,分别是扩张型心肌病（DCM）、心律失常性右室心肌病（ARVC）、肥厚型心肌病（HCM）、Apelin信号通路。睡眠剥夺后大脑可能通过调节整合素基因、钙通道基因以及血管紧张素基因影响心血管系统,为今后预防睡眠不足引起心血管疾病的治疗研究提供方向。综上所述,多平台水环境法成功构建长时间睡眠剥夺的大鼠睡眠剥夺模型。大鼠的临床表现、组织病理学观察以及血清氧化应激水平,可作为该模型的评价指标。转录组测序筛选出511个差异表达基因,基因数目随时间而增多且主要以下调表达。差异基因在膜、转录调控、信号转导以及蛋白质结合中有重要作用,主要通过MAPK信号通路与神经活性配体-受体信号通路等影响机体的功能。大脑可能通过调节整合素基因、钙通道基因以及血管紧张素基因影响心血管系统。