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PNAS:一种参与睡眠稳态的关键分子在昼夜节律中起关键作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年05月31日 来源:AAAS
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筑波大学的研究人员发现,在产生神经肽NMS的神经元中,SIK3和HDAC4分子之间的相互作用通过昼夜节律周期的长度和睡眠平衡在睡眠调节中起着关键作用。考虑到不同哺乳动物之间的相似性,关于小鼠昼夜节律系统如何工作的新信息可能会导致治疗人类睡眠和昼夜节律紊乱的新方法。
大多数生物都有昼夜节律,这是一种每24小时重复一次的生物钟。现在,来自日本的研究人员发现了控制小鼠睡眠/觉醒节律的分子过程的新细节。
在最近发表的一项研究中,筑波大学的研究人员发现,一种参与睡眠稳态的关键分子(称为SIK3或盐诱导激酶3)在昼夜节律行为中也起着关键作用。
动物能够通过视交叉上核(SCN)的变化,在行为和生理上适应24小时的昼夜循环。视交叉上核是大脑的主时钟,可以同步体内各种节律。然而,SCN内诱导时间特异性觉醒的生物活动尚未得到充分表征;研究小组旨在解决这个问题。
该研究的主要作者Masashi Yanagisawa教授解释说:“大多数动物在昼夜节律周期的某个特定点上表现出活动高峰。”“因为已经发现SCN在一天中的某些时间调节睡眠和清醒,我们想研究控制这一过程的不同神经元。”
为了做到这一点,研究小组对小鼠SCN中特定神经元组的SIK3水平进行了基因控制。然后,他们检查了小鼠的睡眠和昼夜节律行为,比如小鼠在什么时候以及在多长时间内表现出与光-暗周期相关的活动。
Yanagisawa教授说:“我们发现,SCN中的SIK3可以影响昼夜周期的长度和觉醒活动高峰的时间,而不会改变每天的睡眠量。”
研究小组此前报道,SIK3与谷氨酸能神经元中的LKB1 (SIK3的上游分子)和HDAC4 (SIK3的重要靶点)相互作用,调节睡眠的量和深度。现在,他们发现SIK3-HDAC4通路通过产生nms的神经元调节昼夜周期的长度,并有助于睡眠/觉醒节奏。
行为周期的长短和活动高峰的时间是昼夜节律的重要组成部分。考虑到不同哺乳动物的昼夜节律系统之间的相似性,关于该系统如何在小鼠中工作的新信息可能会导致治疗人类睡眠和昼夜节律紊乱的新方法。