近日，約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員在小鼠大腦發(fā)現(xiàn)了一類神經(jīng)元，它能關(guān)閉促覺醒神經(jīng)元（wake-promoting neurons），可能在促進(jìn)睡眠過程中扮演著重要角色。研究人員表示，新發(fā)現(xiàn)的腦細(xì)胞位于下丘腦未定帶（zona incerta），或能為治療睡眠障礙，如失眠和嗜睡癥提供新的藥物靶點(diǎn)。
這項(xiàng)發(fā)表于8月31日Nature期刊上的研究描述了一種表達(dá)Lhx6基因的神經(jīng)元。此前，表達(dá)Lhx6的細(xì)胞尚未在大腦的該區(qū)域被觀察到，這一發(fā)現(xiàn)將未定帶與控制睡眠和清醒的腦區(qū)聯(lián)系起來?！皬聂~類到人類，下丘腦是一個(gè)進(jìn)化上相對保守的古老系統(tǒng)，了解它在小鼠遺傳學(xué)和化學(xué)應(yīng)中的角色能夠加深我們對人類中該腦區(qū)的理解?！?約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)教授，該研究的主要作者 Seth Blackshaw博士說。
Lhx6是一個(gè)對形成抑制性神經(jīng)元至關(guān)重要的基因?！拔覀冎来竽X其他區(qū)域的細(xì)胞表達(dá)Lhx6，而且該基因?qū)@些腦區(qū)正常發(fā)育十分重要。例如，擾亂Lhx6的表達(dá)會(huì)導(dǎo)致許多疾病，包括嚴(yán)重的癲癇?！?Blackshaw說。該基因在其他細(xì)胞中的已知功能使研究人員想知道表達(dá)Lhx6的神經(jīng)元是否也在抑制促覺醒神經(jīng)元方面發(fā)揮作用。
眾所周知，正常的睡眠包含兩部分：快速眼動(dòng)（REM）和非快速眼動(dòng)（non-REM）。大多數(shù)夢境發(fā)生在快速眼動(dòng)睡眠中，而非快速眼動(dòng)睡眠是一種深度睡眠，活躍度較低。這兩部分睡眠對健康、安靜的睡眠都是必不可少的。
為了驗(yàn)證表達(dá)Lhx6的神經(jīng)元在調(diào)節(jié)睡眠過程中所扮演的角色，研究人利用DREADDs技術(shù)（designer receptors exclusively activated by designer drugs），構(gòu)建了被設(shè)計(jì)藥物特異性激活的設(shè)計(jì)受體，以增加小鼠神經(jīng)元的活動(dòng)，并觀察它們的行為。當(dāng)神經(jīng)元被激活時(shí)，研究人員觀察到，在治療后的8個(gè)小時(shí)里，REM和non-REM睡眠都增加了。
與表達(dá)Lhx6的細(xì)胞連接的一個(gè)細(xì)胞群是一種分泌下視丘分泌素（hypocretin）的神經(jīng)元，這是一種促進(jìn)和維持清醒狀態(tài)的信號(hào)，并且在嗜睡癥中遭到破壞。利用阻斷下視丘分泌素工作的藥物，研究人員發(fā)現(xiàn)在激活表達(dá)Lhx6的細(xì)胞后，非快速眼動(dòng)睡眠的增加依賴于下視丘分泌素，但REM睡眠的增加并非如此。
這項(xiàng)研究的第一作者、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究生Kai Liu說：“這表明，Lhx6不僅能抑制下視丘分泌素生產(chǎn)細(xì)胞，還能抑制其他類型的促覺醒細(xì)胞?！睘榱诉M(jìn)一步驗(yàn)證表達(dá)Lhx6的細(xì)胞對這些促覺醒神經(jīng)元的影響，研究人員破壞它們的形成并抑制其活動(dòng)。“抑制這些神經(jīng)元的活動(dòng)獲得了類似的結(jié)果，這提供了更有力的證據(jù)，證明表達(dá)Lhx6的細(xì)胞確實(shí)是控制睡眠的必要條件?！?Liu說。這些小鼠的睡眠時(shí)間更短，REM和non-REM睡眠都有所減少。
“這些表達(dá)Lhx6的神經(jīng)元促進(jìn)REM和non-REM睡眠，這將它們與其他睡眠調(diào)節(jié)細(xì)胞區(qū)分開來?！彼麄?yōu)橹委煆V泛睡眠障礙提供了新靶點(diǎn)。”Blackshaw說。
參考資料：
Researchers find new sleep-promoting brain cells
Lhx6-positive GABA-releasing neurons of the zona incerta promote sleep
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