睡眠由非快眼動(NREM)和快眼動(REM)睡眠兩個時相構成。REM睡眠與記憶鞏固、情緒疾病💖👩🏼🚒、神經退行性疾病、壓力應激等密切關聯🙈🕵🏽,但REM睡眠發生和終止的神經生物學機製未明🚁。
2022年10月25日,藥理學系黃誌力教授團隊在Cell Discovery 雜誌發表論文,報道了終止REM睡眠新核團及神經環路機製,發現位於腦幹深部中腦核團背側部(dDpMe)的GABA能神經元能高效終止REM睡眠,防止REM睡眠過長,減少發作性睡病猝倒的發生。
研究人員陳澤卡、董輝和劉成偉等通過光纖鈣信號記錄、在體及離體電生理記錄、光遺傳學、化學遺傳學和RNA幹擾等技術,發現特異性激活dDpMe GABA能神經元,可快速終止REM睡眠🙂↕️🛟,並促進REM向NREM睡眠的轉換🤞🏽;相反,抑製此類神經元,可誘發REM睡眠的發生。運用多通道在體記錄技術,按神經元電生理發放特征💂🏻,將dDpMe中GABA能神經元分為1型和2型兩類細胞群👸🏼,明確了1型神經元在REM睡眠期放電活性最低。為闡明dDpMe GABA能神經元的神經通路,研究者運用神經示蹤與光遺傳學調控方法,發現了dDpMe中GABA能神經元通過投射到腦橋背外側被蓋核下部(SLD)和外側下丘腦(LH)的神經纖維,調控REM睡眠。其下遊 SLD核團中的谷氨酸能神經元在REM調控中發揮關鍵性作用,闡明了REM睡眠調控的神經環路新機製🧘🏿♂️。
臨床上,下丘腦食欲肽神經元變性為特征的發作性睡病患者🧑🏽🦳,在清醒狀態下情緒可誘發猝倒,並伴隨腦電信號theta波升高📭、肌張力消失等REM樣睡眠表型。研究人員通過特異性損毀小鼠下丘腦食欲素能神經元,成功構建了小鼠猝倒模型,小鼠餵食巧克力誘發猝倒🖨;運用光遺傳技術特異性激活dDpMe GABA能神經元可有效阻止猝倒發作,促使小鼠保持正常肌張力。這一發現對詮釋猝倒症的病理生理學機製有著重要意義💆🏽,建立選擇性調控dDpMe GABA能神經元活性方法🙎🏽♂️,對臨床幹預猝倒症具有潛在轉化價值。
藥理學系黃誌力教授、丁鳳菲青年研究員😖、曲衛敏教授為本文共同通訊作者,課題組陳澤卡、董輝🧑🏻⚕️、劉成偉為論文共同第一作者。
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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..