伏隔核睡眠-覺醒調節機制

《伏隔核睡眠-覺醒調節機制》是依託復旦大學，由邱梅紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：伏隔核睡眠-覺醒調節機制
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邱梅紅

項目摘要

睡眠障礙已成為嚴重的社會及醫學問題，生理性睡眠覺醒調節機制亟待闡明。我們發現伏隔核（NAc）毀損大鼠覺醒量增加。NAc富含腺苷A2A受體（R）並和多巴胺D2R共表達，A2AR激活引起睡眠，D2R激活引起覺醒。NAc通過哪種受體調節睡眠覺醒？其A2AR陽性神經元與哪些睡眠和覺醒核團有纖維聯繫？調控作用如何？是本題擬研究的問題。本題首先將利用基因敲除方法，明確A2AR和D2R在NAc睡眠覺醒中的調節作用；其次採用AAV基因轉染技術，通過報告基因追蹤NAc A2AR陽性神經元的纖維投射，揭示NAc與睡眠和覺醒核團間的纖維聯繫；最後擬利用光遺傳學方法，瞬時、高選擇性調控NAc神經元活性，結合腦電與神經元放電記錄、神經化學等手段，闡明NAc在生理性睡眠覺醒調節中的作用，揭示NAc和睡眠-覺醒核團作用調控睡眠的分子機制。研究結果將豐富和發展睡眠覺醒調節理論，對探索臨床治療睡眠障礙方案具有重要意義。

結題摘要

睡眠障礙已成為嚴重的社會及醫學問題，睡眠-覺醒調節機制亟待闡明。 我們發現NAc毀損大鼠覺醒量增加。NAc 富含腺苷 A2AR並和多巴胺 D2R 共表達。本課題主要闡明 A2AR 和 D2R 在 NAc 睡眠-覺醒調控中的作用；明確 NAc與睡眠覺醒核團間的聯繫；揭示 NAc在睡眠-覺醒調節中的作用。重要結果：（1）通過化學毀損，進一步明確了NAc core和shell在睡眠-覺醒調節中的作用，發現core和shell均參與睡眠-覺醒調控，但以core的作用更為重要；且core是促覺醒藥物modafinil的重要作用靶區，並部分介導了咖啡因的促覺醒效應。（2）利用A2AR和D2R基因敲除小鼠，及採用RNA干擾技術，局部敲除NAc A2AR和D2R受體，發現NAc A2AR的缺失致動物覺醒量和活動度增加，對modafinil的反應增強，而D2R缺失則增加動物睡眠量，降低活動度，並對modafinil的反應減弱，表明NAc中A2AR 和 D2R 在覺醒-睡眠調控中具有重要作用。（3）通過報告基因追蹤 NAc神經元投射，發現NAc與腦內多個覺醒核團如LH的orexin能神經元及TMN的組胺能神經元存在廣泛纖維聯繫，提示NAc通過調控多個覺醒核團調節睡眠-覺醒。（4）光遺傳學特異激活NAc A2AR陽性神經元，發現小鼠睡眠量顯著增加，睡眠潛伏期顯著縮短，表明直接激活NAc A2AR陽性神經元促進睡眠。（5）藥理遺傳學特異興奮NAc A2AR陽性神經元，結果顯示小鼠的活動量降低，睡眠量增加，進一步證實NAc A2AR陽性細胞參與睡眠調控，激活後誘導睡眠。（6）通過光遺傳學方法在NAc激活DA能神經末梢，觀察NAc上游核團VTA對NAc睡眠-覺醒作用調控的影響。發現VTA-NAc通路激活後動物覺醒量增加，表明DA遞質可通過作用於NAc內DA D1R或D2R促進動物覺醒。（7）通過光遺傳學方法在CPu內激活DA能神經末梢，觀察CPu上游核團SNc的DA對睡眠-覺醒的影響。發現SNc-CPu通路激活後動物睡眠量增加，表明來源於SNc的DA促睡眠，另外結合直接光遺傳學激活GPe促睡眠的結果，我們推測SNc-CPu通路DA通過間接通路D2R使GPe去抑制，繼而抑制皮層的活動而誘導睡眠。以上研究結果為睡眠-覺醒調控機制提供了新理論，並對探索臨床治療睡眠障礙方案提供了新方向。