深度睡眠:调节非快速眼动睡眠的脑干神经元
哺乳动物经历快速的眼球运动(REM)和非REM(NREM)睡眠。虽然已知下丘脑和脑干是睡眠的关键调节因素,但是精确的机制尚未完全理解。小鼠的新工作已经发现,一种广泛分布的神经调致神经元网络调节NREM睡眠,这也含有神经肽神经调节素的关键作用。
正常的睡眠结构对身体和认知健康至关重要,因此,中断快速眼动/非快速眼动睡眠会产生严重后果。而几脑区包括下丘脑对非快速眼动睡眠的重要作用,相对而言,人们对睡眠的作用知之甚少脑干控制非快速眼动睡眠。之前的研究发现,脑干的一个亚区域,背下被盖核(subbldt),调节快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。筑波大学(University of Tsukuba)的研究人员因此以这一区域为目标,识别促进非快速眼动睡眠的神经元,并发现一个广泛的产生神经紧张素的神经元网络与非快速眼动睡眠调节有关。这篇文章发表在当代生物学上个月。
“使用微阵列分析,我们测量了鼠标Subldt中几种基因的表达水平,”余海津副教授说,对应和最后作者的研究。“这些Subldt神经元的子集具有编码神经肽神经调度素的基因NTS的高,选择性表达。这些Subldt神经元的人工激活促进了NREM睡眠,这证实了NTS-表达神经元在NREM睡眠中的作用。”
NREM睡眠促进神经元也发现了在另外三种其他脑干结构中未被证明参与睡眠调节(背部深层脑核,Periaquenceal灰色和内侧前庭核)。这些地区的神经元也表达了NTS。此外,直接施用神经调素本身诱导NREM睡眠样脑活动。
第一作者三和木(Mitsuaki Kashiwagi)说:“我们的发现不仅为脑干参与非快速眼动睡眠促进提供了见解,也强调了神经紧张素的关键作用。”“观察神经递质表达神经元是否有助于睡眠和其他已知的神经紧张素信号传递功能(如疼痛和新陈代谢)之间的协调,这将是一件有趣的事情。”nts表达神经元的反应也随时间的不同而不同,因此昼夜节律对这些神经元的影响应该被研究。”
更广泛地说,这些结果可以告诉我们一些关于哺乳动物复杂睡眠结构的进化。未来的工作可以研究是否有类似的nts表达神经元也存在于脊椎动物中,它们不经历快速眼动和非快速眼动睡眠。
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