Nature揭示促進睡眠的大腦細胞

近日，約翰霍普金斯大學的研究人員在小鼠大腦發現了一類神經元，它能關閉促覺醒神經元（wake-promoting neurons），可能在促進睡眠過程中扮演著重要角色。研究人員表示，新發現的腦細胞位於下丘腦未定帶（zona incerta），或能為治療睡眠障礙，如失眠和嗜睡症提供新的藥物靶點。

這項發表於8月31日Nature期刊上的研究描述了一種表達Lhx6基因的神經元。此前，表達Lhx6的細胞尚未在大腦的該區域被觀察到，這一發現將未定帶與控制睡眠和清醒的腦區聯繫起來。「從魚類到人類，下丘腦是一個進化上相對保守的古老系統，了解它在小鼠遺傳學和化學應中的角色能夠加深我們對人類中該腦區的理解。」 約翰霍普金斯大學醫學院神經科學教授，該研究的主要作者 Seth Blackshaw博士說。

Lhx6是一個對形成抑制性神經元至關重要的基因。「我們知道大腦其他區域的細胞表達Lhx6，而且該基因對這些腦區正常發育十分重要。例如，擾亂Lhx6的表達會導致許多疾病，包括嚴重的癲癇。」 Blackshaw說。該基因在其他細胞中的已知功能使研究人員想知道表達Lhx6的神經元是否也在抑制促覺醒神經元方面發揮作用。

眾所周知，正常的睡眠包含兩部分：快速眼動（REM）和非快速眼動（non-REM）。大多數夢境發生在快速眼動睡眠中，而非快速眼動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。

為了驗證表達Lhx6的神經元在調節睡眠過程中所扮演的角色，研究人利用DREADDs技術（designer receptors exclusively activated by designer drugs），構建了被設計藥物特異性激活的設計受體，以增加小鼠神經元的活動，並觀察它們的行為。當神經元被激活時，研究人員觀察到，在治療後的8個小時里，REM和non-REM睡眠都增加了。

與表達Lhx6的細胞連接的一個細胞群是一種分泌下視丘分泌素（hypocretin）的神經元，這是一種促進和維持清醒狀態的信號，並且在嗜睡症中遭到破壞。利用阻斷下視丘分泌素工作的藥物，研究人員發現在激活表達Lhx6的細胞後，非快速眼動睡眠的增加依賴於下視丘分泌素，但REM睡眠的增加並非如此。

這項研究的第一作者、約翰霍普金斯大學醫學院的研究生Kai Liu說：「這表明，Lhx6不僅能抑制下視丘分泌素生產細胞，還能抑制其他類型的促覺醒細胞。」為了進一步驗證表達Lhx6的細胞對這些促覺醒神經元的影響，研究人員破壞它們的形成並抑制其活動。「抑制這些神經元的活動獲得了類似的結果，這提供了更有力的證據，證明表達Lhx6的細胞確實是控制睡眠的必要條件。」 Liu說。這些小鼠的睡眠時間更短，REM和non-REM睡眠都有所減少。

「這些表達Lhx6的神經元促進REM和non-REM睡眠，這將它們與其他睡眠調節細胞區分開來。」他們為治療廣泛睡眠障礙提供了新靶點。」Blackshaw說。

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參考資料：1）Researchers find new sleep-promoting brain cells

2）Lhx6-positive GABA-releasing neurons of the zona incerta promote sleep

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