老是昏昏欲睡?原来是它在作祟

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据外媒《连线》报道,在研究了睡眠剥夺小鼠和Sik3突变小鼠的大脑化学情况表后,筑波大学国际综合睡眠医学研究所的有另俩个研究小组已选择 有50种蛋白质再次老出了情况表差异,在睡眠丰沛 的正常老鼠中却未发现那些差异。科学家们认为,你你这一发现或许是从分子层面理解人类时要睡眠和感到困倦的因为的关键。

两年前,日本科学家发现了一只无法保持清醒情况表的老鼠。它的Sik3基因存在了突变,睡眠时间会比通常的老鼠多50%。嘴笨 醒来时显然精神振作,但它再次打盹的时间却比实验室中起对照作用的正常“室友”多得多,它似乎更时要睡眠。

在后续研究中,研究者描述了沉睡大脑中再次老出的许多难题。在脑电图仪中,被剥夺睡眠的大脑会产生缓慢的脑波,相较睡眠充分的大脑,那些脑波峰值较高,谷值较低。身体产生的许多物质会让人昏昏欲睡,许多物质却让人清醒。嘴笨 睡眠存在了我们歌词 我们歌词 的许多时间,但睡眠有有助于于学习,也是生存所必需的。机会我们歌词 我们歌词 太长时间不睡觉,很机会会死掉。

令人困惑的是,睡眠怎么发挥这么 重要的作用以及大脑怎么记录清醒的时间。据推测,睡眠需求的内控 机制与睡眠期间复原的许多变化过程有关。

新的研究结果表明,你你这一生物化学办法机会会带来许多线索,很重是研究这50种已被鉴定的蛋白质(以及许多机会蛋白质)的磷酸化作用(意指磷酰基的附着)。磷酸化通常会关闭或以许多办法调节蛋白质的活性,却说在你你这一情况表下,它机会会改变那些蛋白质的许多功能。

睡眠减少,磷酸化增多

科学家团队认为,研究Sik3突变型小鼠(我们歌词 我们歌词 也称之为嗜睡小鼠)的磷酸化作用有望带来一定成果。Sik3基因所编码的酶发挥着上加磷酰基的作用,而嗜睡小鼠的突变让你你这一酶过度活跃,却说增添的磷酰基多于正常情况表。研究文章合著者、德克萨斯西南大学和筑波大学的教授刘庆华(Qinghua Liu)表示,你你这一嗜睡情况表“表明那些突变小鼠大脑中的磷酸化作用存在错误或存在了改变。”他最近把工作转移到了北京生命科学研究所。

我们歌词 我们歌词 的实验比较了嗜睡小鼠和正常小鼠(睡眠丰沛 或存在不同睡眠剥夺情况表)。研究人员首先发现,在睡眠剥夺小鼠和Sik3突变型小鼠的大脑中,许多类似的磷酸化酶呈活跃情况表。我们歌词 我们歌词 查看得人大脑中的所有磷酸化蛋白质,发现嘴笨 存在变化的蛋白质大致相同,但它们的标记看起来不同。嗜睡小鼠和正常小鼠彼此显著不同,睡眠丰沛 的小鼠和睡眠剥夺小鼠之间也是这么 。很重是,睡眠剥夺小鼠再次老出了更多的磷酸化作用;此外,嗜睡小鼠的许多蛋白质被磷酸化的程度高于正常小鼠。

总之,在Sik3突变型小鼠和睡眠剥夺小鼠中,50种蛋白质的磷酸化程度高于对照组。研究人员称那些为“睡眠需求指数磷蛋白质(以下简称SNIPP蛋白质)”。我们歌词 我们歌词 在后续实验中发现,小鼠醒来的时间越长,那些蛋白质被磷酸化的程度越高。

有趣的是,那些磷酸化蛋白质中超过50%(有69种)与突触(神经元相互连接的地方)相关。相较大脑整体,突触蛋白中的磷酸化比例远高于大脑作为整体的磷酸化比例。这暗示了突触和睡眠调节之间的关联性,你你这一关联是睡眠界常讨论的难题。

你你这一名为突触稳态假说的理论认为,嘴笨 清醒不需要 通过学习和生成新的记忆来形成突触连接,但睡着不需要 让许多连接被删除或削弱,从而巩固和加强重要的记忆。许多研究表明,睡眠不需要 有有助于于突触在清醒期间实现更大的活跃度。威斯康星大学麦迪逊分校的教授和威斯康星睡眠与意识研究所成员基娅拉·西雷利(Chiara Cirelli)是突触稳态假说的提出者之一,她说起这篇研究文章,“有力证据表明睡眠需求与突触活动有关。”

目前科学家们仍不清楚那些多出来的磷酸化蛋白质究竟怎么影响大脑,以及清醒情况表为那些会因为磷酸化难题。磷酸化怎么改变帕累托图SNIPP蛋白质的作用尚不清楚。尽管这么 ,突触蛋白-1是个有趣例子,可用以说明存在改变的磷酸盐起了怎么的作用。

在突触中,“上游”神经元将带有许多微小的气泡般的神经递质囊泡,它们另俩个劲等待的图片 着来自远处的信号。当信号到来,它们会冲向神经元的薄膜并把自身的物质释里装 突触间隙中,在那里它们被曾经神经元接收,并传递信息。突触蛋白-1存在那些囊泡的表层。当它被磷酸化时,它们会更接近薄膜。

哈佛医学院的睡眠研究员和临床神经学家托马斯·斯卡梅尔(Thomas Scammell)表示,“我知道你那些变化能让神经元做好行动准备。”你你这一机会解释是,清醒情况表消耗了突触随近的神经递质水平;在你你这一情况表下,磷酸化既调节了新物质的到来,又以你你这一办法体现大脑的活跃程度。但值得注意的是,这么 你你这一蛋白质不需要 单独地从生物学高度为你你这一过程提供详细的解释。

从分子层面解释睡眠需求

哈佛医学院神经病学教授乔纳森·利普顿(Jonathan Lipton)指出,总体而言,这是一篇令人印象深刻的研究论文。很明显,研究人员正致力于从分子层面解释睡眠需求你你这一寻求已久的目标。“我们歌词 我们歌词 在这项研究中提出的观点是,我们歌词 我们歌词 认为许多突触蛋白级联反应的变化似乎与不断增加的睡眠需求相关,”我知道你,“在分子和神经学水平上,大脑对睡眠的需求是那些?显然,这却说我们歌词 我们歌词 正在正确处理的难题。”

利普顿和斯卡梅尔都提出了许多疑虑:让小鼠保持清醒的办法——把它们里装 摇桌上——产生了外力影响。斯卡梅尔想知道,若以更温和的办法(如,敲打笼子或让它们玩些东西)剥夺小鼠的睡眠,它们体内是与非 会产生相同的SNIPP蛋白质。

机会研究表明磷酸化嘴笨 对追踪睡眠需求很重要,这么 它机会却说故事的一帕累托图。荷兰赫尔辛基大学的睡眠研究员塔里亚·波尔卡-海斯卡宁(Tarja Porkka-Heiskanen)表示,在睡眠剥夺期间突触中你你这一被认为非常重要的蛋白质Homer-1并未再次老出在SNIPP蛋白质列表中。机会Homer-1与磷酸化难题无关,这因为分析几种不同的生化系统机会以互补的办法影响着睡眠需求。尽管这么 ,研究人员使用的办法无须一定不需要 获取帕累托图蛋白质的磷酸化变化,Homer-1未再次老出在SNIPP蛋白质列表中也机会是机会你你这一因为。

研究人员计划在未来更密切地关注SNIPP蛋白质的作用。研究者已发现,这50种蛋白质带有12种在许多方面会改变老鼠或人类的睡眠,但许多其它蛋白质还未经调查。刘庆华表示,这50种蛋白质却说识别影响大脑记录睡眠和清醒的重要因素的候选清单。“其中许多蛋白质的重要性机会高于其它蛋白质。还许多蛋白质机会无足轻重。未来仍时要对此展开研究。”