隨著年齡增長，很多人會受到睡眠問題的困擾，其中一個普遍存在的現(xiàn)象是睡眠碎片化——因夜間多次短暫地醒來而無法一覺睡到天亮?？茖W(xué)家一直未能找到造成老齡化過程中睡眠碎片化現(xiàn)象背后的機制。

日前，斯坦福大學(xué)研究團隊揭開了睡眠碎片化的一個神經(jīng)機制，并且提出了潛在的治療思路，成果以論文形式發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

這項研究關(guān)注的對象是下丘腦泌素(Hcrt)神經(jīng)元，其在促進睡眠-覺醒轉(zhuǎn)換以及維持覺醒中的作用。研究團隊對比了不同年齡小鼠的睡眠情況，一方面，年老小鼠的Hcrt神經(jīng)元活動頻率更高，更容易從睡眠進入覺醒狀態(tài)。另一方面，盡管年老小鼠表達光敏通道的Hcrt神經(jīng)元數(shù)量更少，但Hcrt神經(jīng)元被激活后，覺醒狀態(tài)的持續(xù)時間比年輕小鼠更長。

此外，小鼠全腦切片實驗對Hcrt神經(jīng)元進行定量分析顯示，年老組多達38%的Hcrt神經(jīng)元丟失了。Hcrt神經(jīng)元數(shù)量減少，睡眠狀態(tài)應(yīng)該更持久、穩(wěn)定才對，但實際觀測情況卻恰恰相反。

借助離體電生理實驗，研究團隊在細胞層面找到了答案。年老小鼠的Hcrt神經(jīng)元靜息電位更高，稍加刺激這些神經(jīng)元就會進入放電狀態(tài);年輕小鼠的Hcrt神經(jīng)元需要更強的刺激才會進入放電狀態(tài)。

論文第一作者李世斌博士表示：“在衰老過程中，由于氧化或其他因素，鉀離子通道的表達量下降，從而導(dǎo)致年老Hcrt神經(jīng)元的膜電位去極化，因而更容易被激活。”

研究團隊對這類通道的分析結(jié)果顯示，KCNQ2/3通道介導(dǎo)的復(fù)極化電流下調(diào)導(dǎo)致年老Hcrt神經(jīng)元具有高興奮性，進而引起睡眠碎片化。隨后，研究團隊利用基因編輯工具驗證了這個結(jié)果：他們破壞了年輕小鼠中的KCNQ2/3基因，這時它們會出現(xiàn)與年老小鼠類似的睡眠碎片化。

研究人員使用KCNQ2/3的激動劑氟吡汀使得年老Hcrt神經(jīng)元的靜息電位更加極化、動作電位發(fā)放頻率降低，也使得年老小鼠睡眠狀態(tài)也更加穩(wěn)定。實驗說明，通過藥理學(xué)方法增強KCNQ2/3所介導(dǎo)的復(fù)極化電流，有望為那些遭受低睡眠質(zhì)量困擾的人找到新的治療方案。

當(dāng)然，這可能不是全部機制，但鑒于這個清晰的機制，或許可以對癥下藥、有針對性地開發(fā)相關(guān)療法。(科文)

關(guān)鍵詞： 斯坦福大學(xué) 睡眠問題 睡眠碎片化 研究團隊