神經(jīng)元參與睡眠過程讓睡眠“安穩(wěn)又香甜” ，德國MB助力科研

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睡眠是由內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的，最近有報道稱有一些神經(jīng)元群參與了睡眠內(nèi)穩(wěn)態(tài)。

然而，目前還不清楚是什么細胞內(nèi)事件，通過何種特定的細胞群，來調(diào)節(jié)睡眠的時間和深度。

此前，有研究人員通過基于腦電圖(EEG)和基于肌電圖(EMG)的隨機誘變小鼠篩選，確定了SIK3基因，是睡眠穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵成分。睡眠(Slp)等位基因Sik3的剪接突變，導(dǎo)致非快速眼動睡眠（NREMS）的數(shù)量和NREMS期間的腦電圖（EEG） δ電流的增加。這兩者是睡眠需求和睡眠深度的指標。

殘基S551是一種蛋白激酶a (PKA)，靶向Slp等位基因外顯子跳過區(qū)域內(nèi)的磷酸化位點，對增加睡眠至關(guān)重要。神經(jīng)元中SIK3(SLP)的表達增加了NREMS9期間的睡眠量和EEG δ電流。

近日，研究人員在小鼠中使用正向遺傳學(xué)方法，確定組蛋白去乙酰化酶4 (HDAC4)是一種睡眠調(diào)節(jié)分子。相關(guān)研究發(fā)表在《Nature》上，文章標題為：“Kinase signalling in excitatory neurons regulates sleep quantity and depth"。

鹽誘導(dǎo)激酶3 (SIK3)3的底物Hdac4單倍不足會增加睡眠。相比之下，神經(jīng)元中缺乏SIK3或其上游激酶LKB1或Hdac4S245A突變使SIK3磷酸化產(chǎn)生抗性的小鼠睡眠減少。

這些發(fā)現(xiàn)表明LKB1-SIK3-HDAC4構(gòu)成了一個調(diào)節(jié)睡眠和清醒的信號級聯(lián)。研究人員還對特定神經(jīng)元和大腦區(qū)域的SIK3和HDAC4進行了靶向操作。這表明，位于大腦皮層和下丘腦的興奮性神經(jīng)元中的SIK3信號分別正向調(diào)節(jié)非快速眼動睡眠(NREMS)期間的EEG δ功率和NREMS量。在皮質(zhì)谷氨酸神經(jīng)元中，偏向突觸功能的轉(zhuǎn)錄子子集通常通過Sik3功能獲得等位基因的表達和睡眠剝奪進行調(diào)控。

這些發(fā)現(xiàn)表明NREMS的數(shù)量和深度是由不同的興奮性神經(jīng)元群通過共同的細胞內(nèi)信號調(diào)節(jié)的。這項研究為連接細胞內(nèi)事件和控制nrem的電路級機制提供了基礎(chǔ)。