睡眠紊亂是困擾現(xiàn)代社會人群的一大頑疾,。中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、上海腦科學(xué)與類腦研究中心徐敏研究組,，與北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李毓龍研究組合作,，利用新型遺傳編碼的腺苷探針，發(fā)現(xiàn)基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元對睡眠壓力的積累起著重要的調(diào)控作用,，進(jìn)一步揭示了睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制,，為探索睡眠障礙的治療方法提供了重要參考,。9月4日，《科學(xué)》雜志發(fā)表了該研究論文,。

經(jīng)典的睡眠調(diào)控模型認(rèn)為,，睡眠的調(diào)節(jié)分為晝夜節(jié)律和睡眠穩(wěn)態(tài)兩個方面。晝夜節(jié)律與生物鐘相關(guān),，而睡眠穩(wěn)態(tài)主要由睡眠壓力進(jìn)行調(diào)控,。
    “睡眠行為最核心的特征就是睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控。隨著清醒時間的延長,，睡眠壓力逐漸增加,，并最終導(dǎo)致了睡眠。比如說,，熬夜之后睡得更香并且時間更長,而睡眠本身也就是睡眠壓力被逐漸清除的過程,?！毙烀艚榻B,。

目前的主流理論認(rèn)為，腺苷參與到睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過程中,，其在清醒狀態(tài)下的積累導(dǎo)致困意產(chǎn)生,。喝咖啡可以提神，就是因?yàn)榭Х纫蚩梢宰钄嘞佘张c其受體的結(jié)合,，而達(dá)到促進(jìn)清醒的效果,。

    而基底前腦被認(rèn)為是腺苷參與睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的重要腦區(qū)。已有研究表明,，這一區(qū)域的局部神經(jīng)環(huán)路參與到睡眠覺醒的調(diào)控中,，但神經(jīng)元活動調(diào)控腺苷釋放的機(jī)制尚不清楚。
   

據(jù)了解,，睡眠調(diào)控的研究主要可以分成兩個學(xué)派：一個是從神經(jīng)環(huán)路角度入手研究不同腦區(qū)對睡眠覺醒的調(diào)控,另一個是從基因分子等入手研究睡眠穩(wěn)態(tài)的調(diào)控,。

    參與此次研究的博士研究生宋鹍介紹：“在過去幾十年,，這兩個方向都取得了很大的進(jìn)展,，但又是相互獨(dú)立的。我們的工作是把這兩個方向有機(jī)地結(jié)合了起來,。我們還發(fā)現(xiàn),，維持和促進(jìn)覺醒的神經(jīng)元和導(dǎo)致睡眠壓力增加的神經(jīng)元可能是同一群神經(jīng)元。這些神經(jīng)元在促進(jìn)機(jī)體清醒的同時,，也存在不可避免的副作用,，通過刺激腺苷的釋放而導(dǎo)致睡眠壓力增加?！?br>
    為了實(shí)現(xiàn)在睡眠覺醒周期中對基底前腦區(qū)胞外腺苷濃度高時空分辨率的檢測,，李毓龍研究組開發(fā)了一種新型遺傳編碼的腺苷探針,。該探針可以將胞外腺苷濃度的變化轉(zhuǎn)化為探針熒光強(qiáng)度的快速變化，以實(shí)現(xiàn)快速測量,。這也正是傳統(tǒng)微透析方法無法做到的,。
   

“正是得益于該探針的高時間分辨率，我們首次發(fā)現(xiàn),，腺苷在快速眼動睡眠時期也存在很高的濃度,，并且高于清醒和非快速眼動睡眠狀態(tài)。我們還觀察到,，腺苷濃度在睡眠時相轉(zhuǎn)變時存在快速的變化,，提示其與神經(jīng)元的活動密切相關(guān)?！毙烀粽f,。

為進(jìn)一步探究腺苷濃度增加與神經(jīng)元活動的關(guān)系,，徐敏研究組探究了基底前腦區(qū)兩類神經(jīng)元：乙酰膽堿能神經(jīng)元和谷氨酸能神經(jīng)元與腺苷濃度變化的相關(guān)性和因果性,。結(jié)果表明，這兩類神經(jīng)元的鈣活動與胞外腺苷濃度高度相關(guān),，而谷氨酸能神經(jīng)元的激活是腺苷濃度增加的主要原因。

    接著,，研究人員檢測了特異性損毀基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元,，結(jié)果看到,，胞外腺苷濃度的增加顯著低于對照組小鼠，這些都表明,，谷氨酸能神經(jīng)元的活動參與調(diào)控胞外腺苷積累過程,。
   

“前人研究表明,，基底前腦區(qū)腺苷積累受損會導(dǎo)致睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)異常,，于是我們猜測，基底前腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元的缺失可能會影響睡眠穩(wěn)態(tài),。結(jié)果表明,，基底前腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元缺失的小鼠清醒時長顯著增加，并且睡眠被剝奪后,，它們的睡眠時長的增加顯著低于對照組小鼠,，并且睡眠壓力的清除速率顯著快于對照組小鼠。這一系列實(shí)驗(yàn)表明,，基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元對睡眠壓力的積累起到了重要調(diào)控作用,。”研究人員,、博士研究生彭婉玲說,。

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