科研进展

药理学系睡眠课题组发现中止REM睡眠新核团及神经环路

作者: 摄影:来源:基础医学院发布时间:2022-10-31

睡眠由非快眼动(NREM)和快眼动(REM)睡眠两个时相构成。REM睡眠与记忆巩固、情绪疾病、神经退行性疾病、压力应激等密切关联,但REM睡眠发生和终止的神经生物学机制未明。

2022年10月25日,药理学系黄志力教授团队在Cell Discovery 杂志发表论文,报道了终止REM睡眠新核团及神经环路机制,发现位于脑干深部中脑核团背侧部(dDpMe)的GABA能神经元能高效终止REM睡眠,防止REM睡眠过长,减少发作性睡病猝倒的发生。


研究人员陈泽卡、董辉和刘成伟等通过光纤钙信号记录、在体及离体电生理记录、光遗传学、化学遗传学和RNA干扰等技术,发现特异性激活dDpMe GABA能神经元,可快速终止REM睡眠,并促进REM向NREM睡眠的转换;相反,抑制此类神经元,可诱发REM睡眠的发生。运用多通道在体记录技术,按神经元电生理发放特征,将dDpMe中GABA能神经元分为1型和2型两类细胞群,明确了1型神经元在REM睡眠期放电活性最低。为阐明dDpMe GABA能神经元的神经通路,研究者运用神经示踪与光遗传学调控方法,发现了dDpMe中GABA能神经元通过投射到脑桥背外侧被盖核下部(SLD)和外侧下丘脑(LH)的神经纤维,调控REM睡眠。其下游 SLD核团中的谷氨酸能神经元在REM调控中发挥关键性作用,阐明了REM睡眠调控的神经环路新机制。

临床上,下丘脑食欲肽神经元变性为特征的发作性睡病患者,在清醒状态下情绪可诱发猝倒,并伴随脑电信号theta波升高、肌张力消失等REM样睡眠表型。研究人员通过特异性损毁小鼠下丘脑食欲素能神经元,成功构建了小鼠猝倒模型,小鼠喂食巧克力诱发猝倒;运用光遗传技术特异性激活dDpMe GABA能神经元可有效阻止猝倒发作,促使小鼠保持正常肌张力。这一发现对诠释猝倒症的病理生理学机制有着重要意义,建立选择性调控dDpMe GABA能神经元活性方法,对临床干预猝倒症具有潜在转化价值。

药理学系黄志力教授、丁凤菲青年研究员、曲卫敏教授为本文共同通讯作者,课题组陈泽卡、董辉、刘成伟为论文共同第一作者。

文章信息及链接:

Ze-Ka Chen#, Hui Dong#, Cheng-Wei Liu#, Wen-Ying Liu, Ya-Nan Zhao, Wei Xu, Xiao Sun, Yan-Yu Xiong, Yuan-Yuan Liu, Xiang-Shan Yuan, Bing Wang, Michael Lazarus, Yoan Chérasse, Ya-Dong Li, Fang Han, Wei-Min Qu*, Feng-Fei Ding* and Zhi-Li Huang*. A cluster of mesopontine GABAergic neurons suppresses REM sleep and curbs cataplexy. Cell Discovery. 2022 Oct 25;8(1):115. doi: 10.1038/s41421-022-00456-5..

制图:实习编辑:责任编辑:张欣驰

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