研究人员发现新的线索大脑的睡眠是如何工作的

星形以及星形胶质细胞似乎发挥重要作用在睡眠,华盛顿州立大学的科学家们的一项新研究证实睡眠和性能研究中心。今天发表在公共科学图书馆遗传学,他们的研究表明,星形胶质细胞和神经元调节交流在果蝇睡眠时间,表明它可能做同样的哺乳动物,包括人类。

这项研究开辟了新的途径来了解睡眠大脑内部运作,最终可能会帮助科学家回答为什么我们睡眠的难以捉摸的问题。

“我们花大约三分之一的生命睡着了,但是我们真的不知道为什么,”威廉·范德海登说,这项研究的第一作者和助理研究教授Elson弗洛伊德医学院。“我们的工作使用的果蝇作为一种工具来识别机制睡眠调节可能是守恒的跨物种果蝇到人类总有一天我们可能了解睡眠的功能和流程,可以开发疗法来减轻的负担睡眠不足。"

直到最近,astrocytes-a类型的神经胶质细胞周围神经元,这些充满活力的细胞,大脑和身体之间传递神经信号在很大程度上忽视了科学家,他们认为胶质细胞的保存大脑“粘”在一起。然而,华盛顿州立大学科学家的最新发现和别人比他们似乎表明,星形胶质细胞更活跃,可能以某种方式参与调节睡眠。

威诺娜州立大学团队在他们的研究中,这一想法与最近tnf知识相结合,一种蛋白质参与炎症,可以发挥至关重要的作用在人类和其他哺乳动物的睡眠调节。他们使用果蝇因为他们的短寿命和遗传make-up-which非常类似于人类的他们研究遗传学的一个特别强大的工具。

“果蝇发生分子非常类似于tnf,叫做艾格尔峰,和它结合受体称为Wengen,“范德海登说。“我们试图通过这一研究识别机制艾格尔峰和Wengen可以调节睡眠的果蝇。”

首先,他们培育一代果蝇的基因控制艾格尔峰被关闭。这些苍蝇总的来说,睡得少,他们的睡眠也更加分散。随后,他们进一步操纵了苍蝇,艾格尔峰关闭在特定脑细胞types-either星形胶质细胞或神经元。他们看到一个类似的睡眠减少苍蝇艾格尔峰关闭在星形胶质细胞,而睡眠时间在苍蝇艾格尔峰关闭神经元并没有改变。这表明艾格尔峰有助于睡眠时间的规定的方式取决于星形胶质细胞信号,范德海登说。

接下来,他们注射人类tnf艾格尔峰突变体和野生型果蝇和发现,两组的苍蝇,它增加睡眠,因为它是在哺乳动物。

最后,他们做了一个实验,他们关掉Wengen-Eiger受体的星形胶质细胞或神经元和测量在这些苍蝇经过12个小时的睡眠时间睡眠不足,这通常会导致增加睡眠被称为睡眠反弹。没有变化睡眠时间在果蝇Wengen受体关闭在星形胶质细胞,而控制苍蝇。然而,苍蝇在Wengen关闭神经元显著减少睡眠反弹。更重要的是,将人类tnf注入苍蝇在神经元Wengen关闭没有增加睡眠。

“这说明这个信号从艾格尔峰是星形胶质细胞对神经元开车睡觉,这是一个新发现,“杰森Gerstner说,助理研究教授Elson s .弗洛伊德医学院的资深作者。“这产生一个新的假设的方式我们认为睡眠可能在高阶管理动物,包括人类。”

接下来,范德海登和郭士纳计划将其假设为哺乳动物通过研究是否同一astrocyte-to-neuron通路调节睡在啮齿动物。他们也感兴趣的看着这个途径在阿尔茨海默病的果蝇模型,这与睡眠不足和astrogliosis异常增加星形胶质细胞附近的数据造成的破坏神经元。