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行业快讯

【Nature】失眠者的福音!科学家发明了增进睡眠的神经元

时间:2017-08-31 热度:

睡觉是我们天天都要履历的再正常不过的事情。。。。困了就睡 ,,,,,睡醒了就起 ,,,,,这是何等顺理成章的逻辑!可是各人有没有思索过 ,,,,,睡眠这件事情是怎么提倡的呢 ????

万事皆有源头 ,,,,,作为我们身体的总指挥 ,,,,,脑在睡眠的提倡历程中起到要害的作用。。。。研究批注 ,,,,,睡眠和醒觉的状态变换 ,,,,,是一个快速的历程 ,,,,,而这个历程依赖于脑中相关神经网络的运动[1]。。。。


瞌睡虫走得开吗 ????不 ,,,,,它在我们脑子里

在UG环球脑中 ,,,,,侧下丘脑包括了多种类型的增进醒觉的神经元 ,,,,,但增进睡眠的神经元在那里尚不清晰。。。。2017年8月23日 ,,,,,Nature杂志在线刊登了科学家的最新发明[2]。。。。他们在脑中一个叫做未定带(Zona incerta ,,,,,ZI)的脑区内找到了增进睡眠的神经元 ,,,,,资助人们揪出了脑子里的“瞌睡虫”!

实验效果:

以往研究以为 ,,,,,毗邻侧下丘脑的未定带脑区(Zona incerta ,,,,,ZI)加入感受和运动的整合 ,,,,,并向多个脑区发出信号。。。。若是人为刺激丘脑向ZI的投射会提倡睡眠行为 ,,,,,但引起睡眠的事实是哪类神经元 ????作者就此问题举行研究。。。。

1. 腹侧ZI区Lhx6阳性的神经元特征

在前期的研究中 ,,,,,作者在腹侧ZI区判断了一类表达Lhx6的GABA能神经元前体细胞 ,,,,,并以为此类细胞可能与睡眠相关 ,,,,,因此作者选用Lhx6-cre的小鼠举行研究(图1a-b)。。。。
实验发明 ,,,,,下丘脑中的Lhx6 神经元同时也表达GABA能神经元的标记物 ,,,,,例如Gad1、Slc32a1等(图1e-g) ,,,,,进一步的实验发明 ,,,,,在腹侧ZI区 ,,,,,Lhx6划分在45%和33%的Slc32a1 和Gad1 神经元中表达(图1c-d) ,,,,,这些效果都进一步批注Lhx6 神经元是一类GABA能神经元。。。。


图1 腹侧ZI区Lhx6 神经元的特征

2. 借助病毒载体剖析腹侧ZI区Lhx6 神经元的神经环路

借助AAV病毒载体(AAV9-DIO-ChR2–eYFP) ,,,,,作者在Lhx6-creER鼠视察了腹侧ZI区Lhx6 神经元的投射关系 ,,,,,发明了ZI区Lhx6 神经元向下丘脑Hcrt 神经元的投射 ,,,,,以及Lhx6 神经元向中脑(黑质、腹侧背盖区及中缝背核)单胺能神经元的投射(图2)。。。。别的 ,,,,,借助逆向标记的狂犬病毒 ,,,,,作者还找到了多个投射到腹侧ZI区Lhx6 神经元的上游核团(图2)。。。。

图2 借助病毒载体剖析ZI区Lhx6 神经元的神经环路

3. 腹侧ZI区Lhx6 神经元与睡眠的关系

找到神经环路只是剖析功效的第一步 ,,,,,接下来 ,,,,,作者直接视察睡眠行为与此类神经元的联系。。。。

效果发明 ,,,,,腹侧ZI区Lhx6 神经元在高睡眠压力下(一连照光或睡眠剥夺后)运动显着增强(Fos表达量上升)。。。。全细胞膜片钳手艺的效果显示 ,,,,,Lhx6 神经元是侧下丘脑Hcrt 神经元和GABA能神经元(二者被以为是增进醒觉状态的神经元)的突触前神经元。。。。因此 ,,,,,Lhx6 神经元可能通过作用于Hcrt 神经元 ,,,,,行使其增进睡眠的使命(图3)。。。。

图3 Lhx6 神经元在睡眠中的作用

4. 选择性基因敲除间脑Lhx6的表达显着镌汰睡眠

借助Cre-LoxP的基因敲除手段 ,,,,,作者在间脑选择性敲除神经元中Lhx6的表达 ,,,,,发明这个操作显着镌汰了NREM睡眠和REM睡眠的时长(图4)。。。。

注释:NREM和REM睡眠是睡眠的差别阶段 ,,,,,划分是非快速眼动期睡眠和快速眼动期睡眠。。。。


图4 选择性敲除间脑Lhx6的表达显著缩短睡眠时长

5. 化学遗传学手段激活或抑制Lhx6 神经元会改变睡眠行为

最后 ,,,,,作者使用AAV病毒载体 ,,,,,在腹侧ZI区域Lhx6 神经元表达化学遗传学工具(DREADD) ,,,,,并使用CNO来激活(表达hM3Dq的动物)或抑制(表达hM4Di的动物)Lhx6 神经元的运动 ,,,,,视察睡眠行为的转变。。。。效果发明 ,,,,,激活Lhx6 神经元会显着缩短醒觉时间 ,,,,,增添NREM和REM睡眠时间;;;;;;反之 ,,,,,抑制Lhx6 神经元运动会增添睡眠时间(图5)。。。。


图5 化学遗传学手艺研究Lhx6 神经元与睡眠行为的关系

实验总结:

睡眠对每小我私家都不可缺少 ,,,,,可是仍有许多人受失眠或嗜睡问题的困扰 ,,,,,以是 ,,,,,搞清晰大脑中的“瞌睡虫”在那里很是主要。。。。

在本文中 ,,,,,作者借助病毒载体工具 ,,,,,使用环路示踪标记、光遗传学手艺、化学遗传学手艺和电心理手艺等 ,,,,,判断了腹侧ZI区Lhx6阳性的神经元是一类主要的增进睡眠的神经元 ,,,,,为我们找到了这个“瞌睡虫”。。。。

UG环球生物 始终关注神经科学领域的最新希望 ,,,,,为科研事情者提供优质的病毒载体 ,,,,,助力基础研究。。。。

文中提到的相关病毒载体均有销售。。。。


参考文献:
[1] Saper CB, Fuller PM, Pedersen NP, Lu J, Scammell TE. Sleep state switching. Neuron. 2010;68(6):1023-42.
[2] Liu K, Kim J, Kim DW, Zhang YS, Bao H, Denaxa M, et al. Lhx6-positive GABA-releasing neurons of the zona incerta promote sleep. Nature. 2017.

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