CD（IF=38）| 复旦大学黄志力/曲卫敏/丁凤菲揭示快速眼动睡眠终止和保持睡眠继续的潜在神经机制

生理快速眼动(REM)睡眠终止对于启动非快速眼动(NREM)睡眠或觉醒至关重要，而抑制过度快速眼动睡眠在治疗嗜睡症方面有前景。然而，控制快速眼动睡眠终止和保持睡眠继续的神经机制仍不清楚。

2022年10月25日，复旦大学黄志力、曲卫敏及丁凤菲共同通讯在Cell Discovery（IF=38）在线发表题为“A cluster of mesopontine GABAergic neurons suppresses REM sleep and curbs cataplexy”的研究论文，该研究揭示了 GABA能神经元在控制生理快速眼动睡眠和猝倒（cataplexy，猝倒是一种异相睡眠障碍，发作时全身肌肉张力突然消失，突然从清醒状态进入异相睡眠阶段）中的一个关键脑干区域。利用光纤光度记录法和光学四极记录技术，该研究对深中脑核(dDpMe)背侧GABA能神经元在自发睡眠-觉醒周期下的REM相对不活跃和两种不同的放电模式进行了表征。接下来，该研究利用光遗传学、RNA干扰技术和细胞类型特异性病变研究了dDpMe GABA能神经元电路在大脑状态调节中的作用。

生理上，dDpMe GABA能神经元通过背下核和外侧下丘脑抑制快速眼动睡眠，促进非快速眼动睡眠。神经回路的深入研究表明，背侧下核谷氨酸能神经元对dDpMe GABA能神经元终止REM睡眠至关重要。此外，在啮齿类动物模型中，dDpMe GABA能神经元能有效抑制猝倒。总之，该研究结果表明dDpMe GABA 能神经元控制REM睡眠终止和REM/NREM转换，是治疗嗜睡症的一个新的潜在靶点。

另外，2022年10月21日，陆军军医大学谌小维及覃涵共同通讯在Neuron（IF=19）在线发表题为“REM sleep-active hypothalamic neurons may contribute to hippocampal social-memory consolidation”的研究论文，该研究表明REM睡眠活跃的下丘脑神经元可能有助于海马区社会记忆巩固。该研究使用特定回路的光学和单细胞电生理记录小鼠，以探索睡眠在社会记忆巩固中的作用及其潜在的回路机制。该研究发现投射到CA2的SuM神经元在快速眼动睡眠(REM)期间高度活跃，但在非快速眼动睡眠或安静清醒时不活跃。这些神经元的REM睡眠选择性光基因沉默会损害社会记忆。相比之下，沉默另一组投射到齿状回的REM睡眠活动SuM神经元对社会记忆没有影响。因此，该研究提供了因果证据，证明投射到CA2的REM睡眠活动的下丘脑神经元是社会记忆巩固所特别需要的（点击阅读）。

周期性的节律和连续性对睡眠生理是必不可少的。对于健康人的连续睡眠，在一个典型的夜晚睡眠中，快速眼动(REM)睡眠会在非快速眼动(NREM)睡眠之后多次出现，而非快速眼动睡眠的减少、快速眼动睡眠的解除抑制和失眠通常伴随着非巩固睡眠。1953年，克莱特曼和阿瑟林斯基首次将快速眼动睡眠描述为人类婴儿定期发生的“活跃睡眠”，这与被称为非快速眼动睡眠的静止睡眠时期不同。快速眼动睡眠是由动眼肌爆发产生的快速眼动，其特征还包括皮层脑电图(EEG)失同步、高振幅θ波和肌肉弛缓。

快速眼动睡眠与大脑发育和记忆力有关。快速眼动睡眠的失调会导致许多睡眠障碍，包括嗜睡症。尽管已有研究描述了促进快速眼动睡眠的几个脑区，如背侧核(SLD)、腹侧髓质、下丘脑外侧(LH)等，但控制快速眼动睡眠终止和快速眼动/非快速眼动交替的核心机制却较少被关注。先前的研究表明，脑干中的单胺能神经元在REM睡眠期间停止特异性放电，包括来自中缝核的5-羟色胺能神经元和来自腔肠位点（LC）的去甲肾上腺素能神经元。

自20世纪70年代以来，腹外侧导水管周围灰质/深部间脑核（vlPAG/DpMe）中的非单胺抑制神经元已被报道为REM睡眠抑制的关键部分。然而，REM睡眠停止的重要机制仍然存在争议，并且维持连续REM睡眠或REM样病理性睡眠所需的REM睡眠的神经机制在很大程度上仍不确定。

dDpMeGABA神经元对REM睡眠抑制和REM到非REM睡眠过渡至关重要（图源自Cell Discovery ）

1975年，Petitjean等人报道了中脑背侧去甲肾上腺素束(包括vlPAG/DpMe)的电破坏会导致快速眼动睡眠的增加。在小鼠中，vlPAG腹外侧区、深中脑核背侧区(dDpMe)的化学损伤持续增加了快速眼动睡眠。Boissard等人发现vlPAG/DpMe GABA能神经元投射到快速眼动睡眠的关键中枢SLD。此外，dDpMe GABAergic (dDpMeGABA)神经元被发现在REM睡眠剥夺时被激活。

最近的研究报告了一簇来自后脑的表达Atoh1的神经元通过dDpMe抑制了快速眼动睡眠。在人类中，含有dDpMe的脑桥损伤由于过度的快速眼动睡眠引起猝倒和视觉幻觉。然而，dDpMeGABA神经元作为REM睡眠调节和REM相关障碍的基本要素的直接证据仍然不够充分。dDpMeGABA神经元的实时操作如何影响快速眼动、非快速眼动和觉醒状态的转换，尚未有报道。

在本研究中，采用纤维光度法和体内多通道记录的方法，研究了快速眼动睡眠对应的dDpMeGABA神经元的自发活动。此外，作者利用光遗传学和RNA干扰揭示了dDpMeGABA神经元在快速眼动睡眠终止和睡眠连续性中的关键作用。

最后，该研究将光遗传操作应用于一个基于病毒的orexin神经元损伤的啮齿动物模型，研究dDpMeGABA神经元对猝倒的治疗作用。这些发现可能为嗜睡症的病理生理学提供进一步的见解，并揭示睡眠障碍的潜在治疗途径。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41421-022-00456-5

转自：“iNature”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！