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Nat Commun:复旦黄志力/杨素荣揭示睡眠时相转换的新环路机制

brainnews 2023-04-13

成人夜间睡眠7-8小时,由非快眼动(NREM)和快眼动(REM)转换形成的4-5个周期所组成,REM和NREM睡眠分别约占睡眠总量的25%和75%。REM睡眠紊乱常见于多种神经精神类疾病,如抑郁症患者通常出现REM睡眠潜伏期缩短和REM睡眠过多。中枢神经系统如何精准调控,阻止REM睡眠过多,实现长时间NREM睡眠?其机制有待阐明。


2022年12月7日,复旦大学基础医学院药理学系黄志力团队杨素荣等在Nature Communications在线发表题为“GABAergic neurons in the rostromedial tegmental nucleus are essential for rapid eye movement sleep suppression”的研究论文,揭示了吻内侧被盖核(RMTg)GABA能神经元抑制REM睡眠启动和维持的重要机制,揭示该核团中止REM睡眠,实现向觉醒及NREM睡眠转换的神经环路。

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RMTg是中脑腹侧被盖区的尾部,对多巴胺神经元活性有强大的抑制作用,参与抑郁、成瘾、厌恶等多种情绪调控。研究团队报道RMTg神经元对NREM睡眠启动和维持不可或缺(PloS Biology, 2018)。本研究采用化学遗传学、光遗传学及离体电生理记录技术,发现在REM期特异性激活RMTg GABA能神经元可立即将小鼠从REM睡眠转换为短暂觉醒,并启动NREM睡眠;抑制此类神经元可将NREM睡眠完全转换为REM睡眠,并延长REM睡眠持续时间。为阐明RMTg GABA神经元控制REM睡眠向NREM睡眠或觉醒转换的神经通路,研究者运用神经示踪、离体电生理、光遗传学及RNA干扰技术,发现RMTg GABA能神经元解除外背侧被盖核(LDT)中GABA对谷氨酸能神经元的抑制,使REM睡眠向觉醒转换;通过向外侧下丘脑(LH)的抑制性投射将REM睡眠转换为NREM睡眠。


研究结果揭示了RMTg GABA能神经元抑制REM睡眠的必要性及其控制REM睡眠转换的神经通路,丰富和发展了REM睡眠调控的神经网络机制。如果采用声、光、电等非侵入性手段对此类神经元及其不同的神经通路进行干预,将对临床上治疗精神疾病相关REM睡眠障碍提供新手段。


复旦大学基础医学院药理学系研究生赵亚男江建波为共同第一作者,曲卫敏教授、黄志力教授杨素荣教授为本论文共同通讯作者。本工作得到科技部中国脑计划重大项目、国家自然科学基金委和上海市自然科学基金项目的支持。



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