Nat Commun : 张骏组揭示下丘脑orexin神经系统在REM睡眠稳定维持中的重要作用

2020-07-26 huixin.D BioArt

下丘脑作为脑内重要的稳态中枢,在睡眠/觉醒周期调控中发挥举足轻重的作用在临床研究中早被注意到在orexin缺陷病人中,除觉醒维持障碍外,睡眠障碍尤其是REM睡眠行为障碍也时常发生,其神经机制到底为何?

下丘脑作为脑内重要的稳态中枢,在睡眠/觉醒周期调控中发挥举足轻重的作用。于1998年被发现的下丘脑orexin肽神经系统是其中的“明星”之一,且一发现就确定了其在觉醒及觉醒期相关行为调控中的重要地位。但在临床研究中早被注意到在orexin缺陷病人中,除觉醒维持障碍外,睡眠障碍尤其是REM睡眠行为障碍也时常发生,其神经机制到底为何?


陆军军医大学(原第三军医大学)基础医学院生理教研室张骏课题组在Nature Communications杂志发表题为Orexin signaling modulates synchronized excitation in the sublaterodorsal tegmental nucleus to stabilize REM sleep的研究论着,首次明确报道下丘脑orexin神经系统直接参与快速眼动(REM)睡眠调控,并系统解析分子、细胞、环路层面神经机制。


张骏课题组首先描述了下丘脑orexin—脑干REM睡眠控制核心蓝斑底核(SLD)存在的直接神经通路,且该神经通路表现出REM睡眠相关活动;研究人员进一步利用细致的离体/在体电生理学技术,证明该通路活动通过作用于NSCC通道、CX36电突触等分子协调影响整体SLD神经元网络活动,增强其输出效率;在此基础上,借助于光/化学遗传学等新型神经通路操控技术,发现在体情况下该通路的活动和效应虽不直接门控(gate)SLD介导的REM睡眠发生,但对于REM睡眠的稳定维持相当重要,缺失这一通路即导致类似于REM睡眠行为障碍的表型发生。


下丘脑orexin神经系统既参与觉醒维持又参与REM睡眠调控的神经机制将促进我们对大脑工作原理的认识,提示中枢神经系统,特别是下丘脑稳态中枢,可能通过某一机体生理功能多个方面的协调控制,统一完成对其的稳态维持。


该研究的全部实验在陆军军医大学完成,并受校脑与智能研究院(原脑科学协同创新中心)“脑科学公共平台”的大力支持。陆军军医大学2017级生理学硕士研究生冯慧为该论文第一作者,陆军军医大学基础医学院生理学教研室杨念博士为该论文共同通讯作者。

 

原始出处:

Hui Feng 1, Si-Yi Wen 1, Qi-Cheng Qiao 1, et al.Orexin signaling modulates synchronized excitation in the sublaterodorsal tegmental nucleus to stabilize REM sleep.Nat Commun. 2020 Jul 21;11(1):3661. doi: 10.1038/s41467-020-17401-3.

 

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