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Nature揭示促进睡眠的大脑细胞

2017年9月5日 10:22  化工资讯
上海创赛科技有限公司 发布 访问商铺
关键字:Nature揭示促进睡眠的大脑细胞

       近日,约翰霍普金斯大学的研究人员在小鼠大脑发现了一类神经元,它能关闭促觉醒神经元(wake-promoting neurons),可能在促进睡眠过程中扮演着重要角色。研究人员表示,新发现的脑细胞位于下丘脑未定带(zona incerta),或能为治疗睡眠障碍,如失眠和嗜睡症提供新的药物靶点。

  这项发表于8月31日Nature期刊上的研究描述了一种表达Lhx6基因的神经元。此前,表达Lhx6的细胞尚未在大脑的该区域被观察到,这一发现将未定带与控制睡眠和清醒的脑区联系起来。“从鱼类到人类,下丘脑是一个进化上相对保守的古老系统,了解它在小鼠遗传学和化学应中的角色能够加深我们对人类中该脑区的理解。” 约翰霍普金斯大学医学院神经科学教授,该研究的主要作者 Seth Blackshaw博士说。

  Lhx6是一个对形成抑制性神经元至关重要的基因。“我们知道大脑其他区域的细胞表达Lhx6,而且该基因对这些脑区正常发育十分重要。例如,扰乱Lhx6的表达会导致许多疾病,包括严重的癫痫。” Blackshaw说。该基因在其他细胞中的已知功能使研究人员想知道表达Lhx6的神经元是否也在抑制促觉醒神经元方面发挥作用。

  众所周知,正常的睡眠包含两部分:快速眼动(REM)和非快速眼动(non-REM)。大多数梦境发生在快速眼动睡眠中,而非快速眼动睡眠是一种深度睡眠,活跃度较低。这两部分睡眠对健康、安静的睡眠都是必不可少的。

  为了验证表达Lhx6的神经元在调节睡眠过程中所扮演的角色,研究人利用DREADDs技术(designer receptors exclusively activated by designer drugs),构建了被设计药物特异性激活的设计受体,以增加小鼠神经元的活动,并观察它们的行为。当神经元被激活时,研究人员观察到,在治疗后的8个小时里,REM和non-REM睡眠都增加了。

  与表达Lhx6的细胞连接的一个细胞群是一种分泌下视丘分泌素(hypocretin)的神经元,这是一种促进和维持清醒状态的信号,并且在嗜睡症中遭到破坏。利用阻断下视丘分泌素工作的药物,研究人员发现在激活表达Lhx6的细胞后,非快速眼动睡眠的增加依赖于下视丘分泌素,但REM睡眠的增加并非如此。

  这项研究的第一作者、约翰霍普金斯大学医学院的研究生Kai Liu说:“这表明,Lhx6不仅能抑制下视丘分泌素生产细胞,还能抑制其他类型的促觉醒细胞。”为了进一步验证表达Lhx6的细胞对这些促觉醒神经元的影响,研究人员破坏它们的形成并抑制其活动。“抑制这些神经元的活动获得了类似的结果,这提供了更有力的证据,证明表达Lhx6的细胞确实是控制睡眠的必要条件。” Liu说。这些小鼠的睡眠时间更短,REM和non-REM睡眠都有所减少。

  “这些表达Lhx6的神经元促进REM和non-REM睡眠,这将它们与其他睡眠调节细胞区分开来。”他们为治疗广泛睡眠障碍提供了新靶点。”Blackshaw说。

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