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基础医学院黄志力课题组
在腺苷调控睡眠机制研究中取得系列重要进展

来源:基础医学院发布时间:2017-10-25

人生的三分之一在睡眠中度过,但睡眠调控机制至今仍是未解之谜。研究发现,能量ATP的代谢产物腺苷在脑内随觉醒时间的延长而增多,脑内也分布多种腺苷受体,腺苷的睡眠调节作用是睡眠界的研究热点。复旦大学基础医学院药理学系/神经生物国家重点实验室黄志力课题组长期关注腺苷调控睡眠作用及机制,揭示了腺苷通过作用于下丘脑结节乳头核组胺能觉醒系统A1受体,发挥促眠作用,发现提神醒脑的咖啡因通过阻断腺苷A2A受体发挥强效促觉醒作用。但脑内A2A受体神经元是否启动或维持睡眠仍有待阐明。

近期,黄志力课题组在腺苷A2A受体及其阳性神经元调控睡眠的神经环路研究中取得重要进展,系列性研究成果近日分别于《自然·通讯》(Nature Communications)和《生命电子版》(
eLife)等国际杂志在线发表。

伏隔核A2A受体阳性神经元调控睡眠

众所周知,人在无聊时会犯困,即使处于应该觉醒的白天,也可以进入睡眠状态。为什么会出现这一有趣的现象?黄志力课题组与日本筑波大学睡眠医学研究所(WPI-IIIS)研究人员利用转基因小鼠和光遗传技术,发现激活伏隔核内腺苷A2A受体神经元,小鼠睡眠量增加。而当小鼠出现行为动机时,伏隔核内腺苷A2A受体神经元活性明显被抑制,小鼠觉醒量增加。以上研究结果表明,伏隔核内腺苷A2A受体阳性神经元直接调节动机行为缺乏性睡眠。该研究很好地解释了为什么从事单一性、重复性操作的流水线工人、长途司机等,容易困倦甚至进入短暂睡眠状态。该论文以《伏隔核核心部腺苷A2A受体神经元调控慢波睡眠》(Slow-wave sleep is controlled by a subset of
nucleus accumbens core neurons in mice)为题于2017年9月发表在《自然·通讯》杂志,筑波大学研究员Yo Oishi、基础医学院药理系博士后许奇和青年副研究员王露为该论文并列第一作者。黄志力教授和Michael Lazarus博士为共同通讯作者。

背侧纹状体A2A受体阳性神经元调控动物活动期睡眠行为

帕金森病是一种严重的基底神经节病变疾病,白天睡眠过多严重影响患者日常生活。背侧纹状体是基底神经节的主要输入核团,其神经元大量表达腺苷A2A受体。研究人员利用药理遗传、光遗传、免疫电镜和电生理等技术发现,小鼠背侧纹状体头端和中部的腺苷A2A受体阳性神经元通过控制外侧苍白球中的小清蛋白阳性神经元,调控动物活动期睡眠。这一调节作用,可能为治疗帕金森病人的白天嗜睡提供新的思路。论文发表以《纹状体腺苷A2A受体神经元通过外侧苍白球调控活跃期睡眠行为》(Striatal adenosine A2A receptor neurons control active-period sleep via
parvalbumin neurons in external globus pallidus)为题于2017年10月在《生命电子版》(
eLife)杂志在线发表,博士后袁向山、青年副研究员王露和博士生董辉为该论文并列第一作者。黄志力教授和解剖学系李瑞锡教授为论文共同通讯作者。

酒精通过腺苷A2A受体促进睡眠

饮酒可导致深度睡眠,但神经生物学机制不明。黄志力课题组研究人员发现敲除小鼠腺苷A2A受体,可以明显消除由酒精所引起的促眠作用。提示酒精是通过脑内的腺苷A2A受体发挥促眠作用。如果在酒精饮用前给予腺苷受体拮抗剂咖啡因,可有效对抗酒精的促眠作用;若在酒精用药后给予咖啡因,酒精引起的促眠作用不能被对抗。由于饮酒前使用咖啡因能对抗酒精的促眠作用,表现出饮酒量增加,但机体对酒精清除能力没有改变,易导致酒精过量摄入,增大酒精对机体损伤风险。该工作成果以《腺苷A2A受体介导酒精的促眠作用》(Adenosine A2A receptor mediates hypnotic
effects of ethanol in mice)为题于2017年9月发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志,课题组博士生方腾为第一作者,黄志力教授和曲卫敏教授为通讯作者。

这一系列研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、重点国际合作项目、973项目和上海市重点项目等课题的资助。

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