世界睡眠日|我国研究揭示了果蝇椭球体环神经元如何调节睡眠

中国科学院深圳先进技术研究院LIU Chang教授领导的研究小组与美国布兰迪斯大学Leslie C. Griffith教授团队合作，研究了果蝇椭球体环神经元如何调节睡眠。

　　

   

   

图像:椭球体环神经元亚型表达:R28E01-GAL4标记的R3d/m/p(蓝色)，VT038828-GAL4标记的R5(品红)，R12B01-GAL4标记的R4d(黄色)    

资料来源:LIU Chang和ZHOU Muru

椭球体(EB)是黑腹果蝇大脑中央复合体的主要结构。在实时调整包括睡眠在内的多种行为时，它表现出高度的连通性和功能异质性。目前已鉴定出22种EB环神经元亚型。然而，睡眠调节的细胞类型特异性在很大程度上仍然未知。中国科学院深圳先进技术研究院:LIU Chang教授领导的研究团队，与美国布兰迪斯大学Leslie C. Griffith教授团队合作，研究了EB环神经元如何调节睡眠。研究人员概述了多个环神经元是如何参与调节睡眠时间、睡眠结构以及激活这些神经元后对睡眠压力和/或深度的影响。

这项研究发表了 在JNeurosci。

此外，基于从清醒到睡眠或从睡眠到清醒的转换概率的数据和数学模型(混合高斯模型)聚类，研究人员检测到5个GAL4驱动程序集群，它们分别在白天和/或夜间对睡眠压力和/或深度有类似的影响。

每个簇内的线共享一个共同的环状神经元亚型。例如，他们发现驱动觉醒的基因序列包含R4m神经元，而增加睡眠压力的基因序列包含R3m细胞。

通过对所有系的环细胞亚型和睡眠参数的活动依赖变化进行一般线性模型分析，他们确定了几种与特定睡眠影响显著相关的细胞类型:R3p神经元促进白天睡眠，R4m神经元促进夜间清醒。

此外，研究人员还发现R3d细胞，一种专门影响睡眠结构的神经元亚群，在白天和晚上都造成了睡眠的碎片化。Liu教授说:“总的来说，环状神经元的多个亚型明显控制着睡眠量和/或结构。EB独特的高度互联结构提出了一个值得未来研究的局部网络模型，我们相信这些发现将有助于揭示大脑中整合和合作的原则。”

Subtype-specific roles of ellipsoid body ring neurons in sleep regulation in drosophila