【脑科学】下丘脑外侧视前区的NMDA受体对于维持NREM和REM睡眠至关重要
2022年7月，英国帝国理工生命科学学院 (Department of Life Sciences, Imperial College London) Nicholas P. Franks 和William Wisden团队在《The Journal of Neuroscience》(2023 IF: 21.2）上发表了题为“NMDA Receptors in the Lateral Preoptic Hypothalamus Are Essential for Sustaining NREM and REM Sleep”的文章。
失眠患者普遍感觉睡眠不足，事实上他们的睡眠时长通常是充足的，但睡眠质量往往呈现出碎片化，这导致他们在醒来后感到精力不足。目前对于睡眠开始后如何维持的机制尚未明了，研究团队发现NMDA型谷氨酸受体可以调控下丘脑的兴奋性，且在NREM睡眠维持和REM睡眠的产生中有着关键作用。当研究团队从抑制性视前神经元选择性地减少NMDA受体后，小鼠总睡眠时长保持正常但整体睡眠出现高度碎片化。这项研究为难治性失眠提供了一个新的研究模型。
研究团队发现在剔除LPO神经元的NMDA受体GluN1亚基后，小鼠的NREM和REM睡眠的时长分别下降了15-20%和50%，整体呈现碎片化的睡眠状态。ΔGluN1-LPO小鼠与GFP-LPO小鼠在Wake和NREM睡眠时的功率近似，但是在REM睡眠期间，ΔGluN1-LPO小鼠的θ波显著减弱。
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为了进一步研究 ΔGluN1-LPO小鼠的碎片化睡眠是否在高睡眠压力下持续存在，并验证NMDA受体是否影响睡眠稳态，研究团队在两组小鼠睡眠驱力最高的时候进行了6个小时的睡眠剥夺（Sleep Deprivation，SD）。实验结果显示，ΔGluN1-LPO小鼠在SD过程中尝试睡眠的次数更多，且在SD结束时睡眠潜伏期更短。
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为了分析诱导NREM睡眠的药物能否改善/减少睡眠的高度碎片化，研究团队分别在两组ΔGluN1-LPO小鼠中使用了地塞米松（Dexmedetomidine；Dex）与唑吡坦（Zolpidem；Ambien）并进行睡眠监测。实验结果表明药物可以在短时间内改善睡眠状态，两组小鼠的总睡眠时长均有所增加，清醒时间减少，但睡眠高度碎片化现象在药效过去后又再次出现。
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总的来说，此项研究发现通过选择性减少小鼠LPO中的NMDA受体会导致其失眠，具体表现为清醒期与NREM睡眠的高度碎片化和REM睡眠中的θ波减弱。同时在去除NMDA受体的情况下，小鼠的睡眠内稳态并没有受到影响。这些研究结果揭示了NMDA受体在睡眠调节中的重要作用，强调了睡眠维持与睡眠驱力之间的差异，有助于人们更深入地理解睡眠调控机制。
参考文献：
Miracca, G., Franks, P.N.,Wisden,W. et al. NMDA Receptors in the Lateral Preoptic Hypothalamus Are Essential for Sustaining NREM and REM Sleep. J. Neurosci. 42, 5389–5409 (2022).
https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0350-21.2022
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