Nat Neurosci｜小胶质细胞或能通过调节机体去甲肾上腺素的传递来调节机体睡眠

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众所周知，睡眠在促进机体多种生理学过程中发挥着关键角色，同时也有助于大脑的健康运作，睡眠不足和睡眠质量较差往往与多种慢性健康和精神健康问题发生相关，包括高血压、抑郁症、中风、肥胖和心脏病等。睡眠障碍（sleep disturbances）往往也与神经退行性疾病发生有关，有意思的是，神经退行性疾病也与哺乳动物机体主要的免疫细胞—小胶质细胞的功能障碍有关，然而小胶质细胞与睡眠之间的关联目前研究人员并不是非常清楚。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Neuroscience上题为“Microglia regulate sleep through calcium-dependent modulation of norepinephrine transmission”的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究揭示了小胶质细胞在调节机体睡眠中的潜在角色。他们发现，小胶质细胞能通过调节神经递质去甲肾上腺素的传递来调节机体睡眠，去甲肾上腺素是一种能促进机体觉醒、注意力和压力反应的特殊激素。

研究者Chenyan Ma说道，我们通过对小鼠进行研究后发现，小胶质细胞能通过一种涉及Gi偶联GPRCs、细胞内钙离子信号和去甲肾上腺素传递抑制的机制来调节机体睡眠。为了调查小胶质细胞在睡眠调节过程中的作用，研究人员对小鼠进行了一系列实验，利用化学遗传学技术来操控并对小鼠大脑中的小胶质细胞信号进形成像研究，具体来讲，他们选择性地激活或阻断P2Y12受体的表达，P2Y12是对于小胶质细胞功能非常重要的Gi蛋白偶联ATP/ADP受体。

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小胶质细胞或能通过调节机体去甲肾上腺素的传递来调节机体睡眠

图片来源：Nature Neuroscience (2024). DOI:10.1038/s41593-023-01548-5

研究人员观察了实验性激活/阻断P2Y12–Gi信号后的神经性机制，并记录了小鼠机体的睡眠行为，以尝试揭示小胶质细胞是如何调节小鼠的睡眠，并对阐明人类和其它哺乳动物的睡眠机制提供新见解。研究者指出，对小胶质细胞Gi信号的化学发生激活或能强烈地促进其睡眠，而Gi偶联的P2Y12受体的药理学阻断或许就会减少其睡眠。

大脑皮层双光子成像揭示了P2Y12–Gi的激活或能提高小胶质细胞的胞内钙离子水平，而阻断这种钙离子水平的升高在很大程度上或能消除Gi所诱导的睡眠增加。小胶质细胞中钙离子的水平也会在自然清醒到睡眠的转变过程中增加，部分原因是去甲肾上腺素水平的降低所致。

此外，通过大脑皮层生物传感器对去甲肾上腺素进形成像，结果表明，小胶质细胞P2Y12–Gi的激活会明显降低去甲肾上腺素的水平，部分是通过增加腺苷浓度来实现的。总之，研究者指出，小胶质细胞在机体睡眠调节过程中扮演着关键角色，具体来讲，这些免疫细胞似乎能通过与去甲肾上腺素传递相关的相互作用来调节机体睡眠。

这些初步的观察结果期望很快帮助研究人员进一步分析小胶质细胞在机体睡眠过程中的调节作用，重点是去甲肾上腺素的传递。由于小胶质细胞的功能异常和睡眠障碍与阿尔兹海默病和其它神经退行性疾病的发生直接相关，因此本文研究或能扩大神经科学家们理解这些疾病的发病机制，从而有助于帮助开发新型治疗性策略。综上，本文研究结果表明，小胶质细胞具有与去甲肾上腺素相互作用来调节机体的睡眠的潜能。

参考文献：

Ma, C., Li, B., Silverman, D. et al. Microglia regulate sleep through calcium-dependent modulation of norepinephrine transmission. Nat Neurosci 27, 249–258 (2024). doi：10.1038/s41593-023-01548-5


来源：生物谷 公众号
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