MicroRNA和免疫系统在睡眠调节中发挥关键作用

研究人员表示，他们的研究标志着microRNA首次与睡眠调节有关。利用英国生物银行，该团队发现miR-137的基因突变导致白天嗜睡。这项研究在小鼠和斑马鱼身上都证明了这种联系，科学家能够证明这种联系与下丘脑泌素以及睡眠机制的复杂性有关。

　　

下丘脑泌素是一种蛋白质，被怀疑在失眠和嗜睡症中都起作用。失眠是一种夜间入睡能力下降的疾病，嗜睡症是一种白天保持清醒能力下降的疾病。患有失眠的人大脑中的下丘脑泌素可能过多，而患有嗜睡症的人大脑中的下丘脑泌素太少。研究人员还怀疑下丘脑泌素在抑郁症、多动症和其他精神障碍中起作用。

根据哥本哈根大学健康与医学科学系神经科学系副教授Birgitte Kornum博士的说法，尽管人们对大脑中的下丘脑泌素系统已经了解很多，但对细胞内的下丘脑泌素是如何调节的还知之甚少。在PNAS上发表了一项研究(“进化保守的miRNA-137靶向神经肽下丘脑泌素/促食欲素并调节醒睡比例”)。这项研究结合了小鼠、斑马鱼和人类细胞的测试。

与睡眠调节相关的MicroRNA

该团队花了数年时间研究影响下丘脑泌素水平的一种细胞机制。在当前的研究论文中，他们重点关注了microRNA-137 (miR-137)。

下丘脑泌素(Hcrt)，也被称为食欲素，是一种神经肽信号，能稳定所有脊椎动物的睡眠和清醒状态。缺乏Hcrt会导致睡眠障碍嗜睡症，而Hcrt信号的增加也被推测会导致失眠，但尽管Hcrt的信号通路已经被相对较好的描述，但调节其表达的细胞内机制仍不清楚，”研究人员写道。

“在这里，我们测试了microRNAs (miRNAs)在调节Hcrt表达中的作用。我们发现miR-137、miR-637和miR-654-5p靶向人类HCRT基因。miR-137进化保守，也像miR-665一样靶向小鼠Hcrt。特异性抑制Hcrt神经元中的miR-137可导致Hcrt上调，更长的清醒期，以及在激活期的前4小时内明显更长的清醒期。

“IL-13刺激上调内源性miR-137，而Hcrt mRNA在体外和体内均降低。此外，在斑马鱼中，miR-137的下调显著增加了觉醒。

“最后，我们表明，在人类中，MIR137位点与睡眠时间存在遗传关联。总之，这些结果表明，进化保守的miR-137:Hcrt相互作用参与了睡眠-觉醒调节。”

“我们发现miR-137有助于调节下丘脑泌素。为了体验正常的睡眠，你需要在正确的时间在大脑中有适量的下丘脑泌素，而miR-137有助于这一点。虽然MiR-137也存在于身体的其他部位，但在大脑中尤其明显。”

MicroRNA调节多种细胞过程，包括下丘脑泌素水平。因此，人们对microRNAs有相当大的研究兴趣，因为它们可以被靶向调控这一过程。

此前，科学家们对miR-137在大脑中发挥的作用知之甚少，但现在Kornum的研究团队已经证明它与下丘脑泌素调节有关，从而与睡眠有关。

她解释说:“这是第一次发现microRNA与睡眠调节有关。”“利用英国生物样本库，我们发现了miR-137中的一些导致白天嗜睡的基因突变。这项研究在小鼠和斑马鱼身上都证明了这种联系，我们能够证明这种联系与下丘脑泌素有关。我们的发现表明睡眠机制是多么复杂。想象一下，如果你继承了miR-137的一种变体，那么你白天昏昏欲睡的风险就会更高。”

下丘脑泌素影响睡眠阶段

下丘脑泌素已经引起了制药公司的注意，它还影响四个睡眠阶段的顺序，这四个阶段遵循一个特定的顺序，这对睡眠质量至关重要。

“下丘脑泌素水平低的嗜睡患者睡眠阶段混乱。来自奥尔堡大学的安雅·霍尔姆博士是这项研究的第一作者，他与科恩姆一起做了这项测试，他说:“我们从小鼠试验中知道，下丘脑泌素影响这些阶段的顺序。”

现有的研究表明，要解决这个问题，我们需要获得更多关于下丘脑泌素调节的知识。在这里，丹麦研究人员指出了一个不同的，但同样重要的拼图，即免疫系统。

“大多数人都知道，当你生病时，你经常感到疲惫。当你发烧时，免疫系统在努力工作，你经常会睡眠不好。所以我们知道，当身体试图抵抗病毒感染时，下丘脑泌素水平会发生变化，例如，我们正在试图理解这个过程。”

“在这项研究中，我们表明，免疫系统的传递物质之一，IL-13，对下丘脑泌素有特殊影响。我们可以看出，当我们加入IL-13时，它会影响miR-137，从而也会影响体内下丘脑泌素的水平。虽然我们仍然不知道原因，但我们目前正在进行测试，可能会给我们一个答案。”