Nature Communications发现深度睡眠的分子基础

科学家精确定位了深度睡眠调节的分子中心。基于对小鼠的研究，这项发现发现了一种基因，该基因产生一种蛋白质，调节δ波——神经元之间的电信号，在放松的最深阶段发生，是恢复性睡眠的标志。

　　

然而，由于生活方式、环境和生物因素的影响，持续获得最佳生理健康和认知表现所需的深度恢复性睡眠可能是困难的。

睡眠生物学中最令人困惑的问题之一是大脑如何调节深度睡眠。答案可能有助于阐明缓解睡眠问题的新方法。

现在，一项由哈佛医学院在VA波士顿医疗保健系统的研究人员领导的新发表的研究为这个长期的谜团提供了关键的线索。

这项研究在老鼠身上进行，并于4月26日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。研究发现，大脑中有一个区域负责调节δ波的振荡。δ波是在放松的最深处通过神经元传递的电信号。它们是恢复性睡眠的标志。

研究小组将注意力集中在丘脑的神经元上，丘脑是大脑中负责调节睡眠和清醒等功能的区域。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，研究人员破坏了一种编码结合抑制性神经递质GABA的蛋白质的基因。这种蛋白质是促进睡眠的药物的目标。在小鼠模型中破坏这个基因，可以增强delta波的活动，增强动物的深度睡眠。

如果在进一步的动物模型上复制，这些发现可以为设计针对这种蛋白质的治疗方法奠定基础，从而诱导深度睡眠。

“我们的发现代表着在精确定位睡眠调节的分子基础上迈出了重要的一步，并指出了一种促进自然、恢复性睡眠的替代药物策略，”研究高级研究员Radhika Basheer说，他是HMS和VA波士顿的精神病学副教授。

迫切需要新的疗法。常用的失眠症药物是治疗持续性失眠症的重要工具，但也有众所周知的缺点。许多药物的作用是让人们快速入睡，但它们也倾向于抑制恢复delta波的活动。因此，虽然这些药物促进入睡，但它们诱导的睡眠不一定是恢复。

“我们相信我们的发现为开发一类新的睡眠药物奠定了基础，这种药物可以通过增强德尔塔波振荡来实现对深度睡眠至关重要的维持，”Basheer补充说，他与同事Ritchie Brown共同领导了这项研究，他是HMS的精神病学副教授。

HMS的合著者包括David Uygun、Chun Yang、Fumi Katsuki、Erik Hodges、James McKenna和James McNally。斯通希尔学院(Stonehill College)的艾琳娜·蒂利(Elena Tilli)也是这项研究的合著者。

这项工作得到了VA生物医学实验室研究和发展服务优异奖的支持，并获得了美国国家卫生研究院的赠款R01 NS119227, R21 NS079866, R01 MH039683, T32 HL07901, K01 AG068366, R21 MH125242。

Journal Reference:

1. David S. Uygun, Chun Yang, Elena R. Tilli, Fumi Katsuki, Erik L. Hodges, James T. McKenna, James M. McNally, Ritchie E. Brown, Radhika Basheer. Knockdown of GABAA alpha3 subunits on thalamic reticular neurons enhances deep sleep in mice. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-29852-x022).