Nature：脑细胞中的特殊信号通路或能调节机体睡眠的时间和深度

晚上睡个好觉对身心健康都是有好处的，但究竟是什么决定了我们需要睡多久？又是什么导致我们睡得更深呢？近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Kinase signalling in excitatory neurons regulates sleep quantity and depth”的研究报告中，来自日本筑波大学等机构的科学家们通过研究就对上述问题进行了回答，文章中，他们揭示了大脑细胞中的特殊信号通路或会调节睡眠的长度和深度。

研究者Hiromasa Funato教授说道，我们分析了小鼠机体的遗传突变以及这些突变是如何影响睡眠模式的，结果发现了一种突变或许会导致小鼠相比平时睡得更久以及睡得更深，他们发现，这或许是一种较低水平的称之为组蛋白去乙酰化酶4（HDAC4, histone deacetylase 4）的酶类所引起的，该酶能抑制靶向基因的表达。

此前对HDAC4进行的研究结果表明，在一种称之为磷酸化的过程中，HDAC4会受到磷酸盐分子吸附的极大影响，当这种情况发生时，HDAC4就会趋向于远离细胞核，同时对于特定蛋白质的抑制也会减少，于是研究人员非常感兴趣分析是否HDAC4的磷酸化会影响机体的睡眠过程。研究人员重点分析了一种名为盐诱导激酶3（SIK3）的特殊蛋白，其能促进HDAC4的磷酸化，此前研究人员发现，该蛋白对于睡眠有着强烈的影响，当缺乏SIK3或者当HDAC4被修饰从而预防磷酸化时，小鼠机体的睡眠时间就会变短；相反，当小鼠机体中存在一种更为活跃的SIK3版本时，就会增加HDAC4的磷酸化，这样小鼠的睡眠时间就会很长，此外，他们还识别出一种名为LKB1的蛋白，其能使得SIK3磷酸化，并在其缺失时产生类似的睡眠抑制效应。

脑细胞中的特殊信号通路或能调节机体睡眠的时间和深度。

图片来源：Nature (2022). DOI:10.1038/s41586-022-05450-1

Masashi Yanagisawa教授说道，我们的研究表明，在大脑细胞中或许存在一种从LKB1到SIK3，随后再到HDAC4的特殊信号通路，这一途径会导致HDAC4的磷酸化，并促进睡眠，这很有可能是因为其影响了促进睡眠的基因的表达。随后研究人员进一步研究来确定这些途径调节机体睡眠的脑细胞，其主要涉及改变不同细胞类型和大脑区域中的SIK3和HDAC4的水平，相关研究结果表明，大脑皮层中细胞的特殊信号通路或许调节着睡眠的深度，而下丘脑中的信号通路则调节者深度睡眠的水平，对于这两个大脑区域而言，能激活其它神经元表达的兴奋性神经元被识别扮演着关键角色。

本文研究提出了机体睡眠调节机制的关键线索，这或许能潜在地帮助科学家们更好地理解睡眠障碍发生的分子机制并帮助开发新型疗法。综上，本文研究结果表明，非快速眼动睡眠的质量和深度或许是由不同的兴奋型神经元群通过共同的细胞内信号来进行调节，相关研究结果或为连接控制非快速眼动睡眠的细胞内事件和回路级水平机制提供了一个基础。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Kim, S.J., Hotta-Hirashima, N., Asano, F. et al. Kinase signalling in excitatory neurons regulates sleep quantity and depth. Nature 612, 512–518 (2022). doi：10.1038/s41586-022-05450-1