脑细胞内的一种信号通路可调节我们睡眠的时间和深度

睡个好觉可以为身心带来奇迹。但是，是什么决定了我们需要睡多少，又是什么可以让我们睡得更深呢?

在一项新研究中，筑波大学的研究人员现在提供了一些答案，揭示了脑细胞内调节睡眠时间长短和深度的信号通路。

“我们检查了小鼠的基因突变以及这些突变如何影响它们的睡眠模式，”该研究的资深作者 Hiromasa Funato 教授说。“我们发现了一种突变，导致老鼠比平时睡得更久、睡得更深。” 研究人员发现，这是由一种称为组蛋白去乙酰化酶 4 (HDAC4) 的酶水平低引起的，这种酶已知会抑制目标基因的表达。

先前对 HDAC4 的研究表明，它在称为磷酸化的过程中受到磷酸分子附着的极大影响。发生这种情况时，HDAC4 倾向于远离细胞核，某些蛋白质的抑制作用减弱。研究人员对 HDAC4 的这种磷酸化是否会影响睡眠感兴趣。

“我们专注于一种叫做盐诱导激酶 3 的蛋白质，也称为 SIK3，它可以磷酸化 HDAC4，”Funato 教授说。“我们之前发现这种蛋白质对睡眠有很强的影响。” 研究小组发现，当缺少 SIK3 或修改 HDAC4 以防止磷酸化时，小鼠睡眠会减少。相比之下，当老鼠体内有一种更活跃的 SIK3 版本时，它会增加 HDAC4 的磷酸化，它们睡得更多。他们还发现了另一种蛋白质 LKB1，它可以磷酸化 SIK3，并且在缺乏时具有类似的睡眠抑制作用。

“我们的研究结果表明，脑细胞内存在从 LKB1 到 SIK3 再到 HDAC4的信号通路，”该研究的共同资深作者 Masashi Yanagisawa 教授说。“这条通路导致HDAC4磷酸化，从而促进睡眠，很可能是因为它影响了睡眠促进基因的表达。”

该团队进行了进一步的实验，以确定这些通路调节睡眠的脑细胞。这涉及改变不同细胞类型和大脑区域中 SIK3 和 HDAC4 的数量。结果表明，皮层细胞内的信号调节睡眠深度，而下丘脑内的信号调节深度睡眠的量。对于这两个大脑区域，可以激活其他神经元的兴奋性神经元被认为起着关键作用。

该研究发表在《自然》杂志上。这些结果提供了对睡眠如何调节的重要见解，这可能会导致对睡眠障碍的更深入了解以及新疗法的开发。

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