人生的三分之一在睡眠中度过，睡眠包括非快眼动（NREM）和快眼动（REM）睡眠两个时相。REM睡眠与记忆巩固、情绪疾病、神经退行性疾病、压力应激等密切关联。临床上，下丘脑食欲肽神经元变性为特征的发作性睡病患者，在清醒状态下常发生猝倒，并伴随脑电信号theta波升高、肌张力消失等REM样睡眠表型。但REM睡眠发生和终止的神经生物学机制，猝倒机制和干预策略等有待阐明。
基础医学院药理学系黄志力课题组研究发现位于脑干深部中脑核团背侧部（dDpMe）的GABA能神经元能高效终止REM睡眠，防止REM睡眠过长，降低发作性睡病猝倒的发生。中止REM睡眠的新核团及神经环路机制的最新成果，以“A cluster of mesopontine GABAergic neurons suppresses REM sleep and curbs cataplexy”为题，于2022年10月25日发表在Cell Discovery杂志。
研究人员陈泽卡等通过光纤钙信号记录、在体及离体电生理记录、光遗传学、化学遗传学和RNA干扰等技术，发现特异性激活dDpMe GABA能神经元，可快速终止REM睡眠，并促进REM向NREM睡眠的转换；相反，抑制此类神经元，可诱发REM睡眠的发生。运用多通道在体记录技术，按神经元放电特征，将dDpMe中GABA能神经元分为1型和2型两类细胞群，明确了1型神经元在REM睡眠期放电活性最低。为阐明dDpMe GABA能神经元的神经通路，研究者运用神经示踪与光遗传学调控方法，发现了dDpMe中GABA能神经元通过投射到脑桥背外侧被盖核下部（SLD）和外侧下丘脑（LH）的神经纤维，调控REM睡眠。其下游 SLD核团中的谷氨酸能神经元在REM调控中发挥关键性作用，阐明了REM睡眠调控的神经环路新机制。
临床上，下丘脑食欲肽神经元变性为特征的发作性睡病患者，在清醒状态下情绪波动可诱发猝倒，并伴随脑电信号theta波升高、肌张力消失等REM样睡眠表型。研究人员通过特异性损毁小鼠下丘脑食欲素能神经元，成功构建了小鼠猝倒模型，小鼠喂食巧克力诱发猝倒；运用光遗传技术特异性激活dDpMe GABA能神经元可有效阻止猝倒发作，促使小鼠保持正常肌张力。这一发现对诠释猝倒症的病理生理学机制有着重要意义，对建立选择性调控dDpMe GABA能神经元活性方法及干预猝倒症具有潜在转化价值。
复旦大学基础医学院药理系黄志力教授、丁凤菲青年研究员、曲卫敏教授为本文共同通讯作者，课题组陈泽卡、董辉、刘成伟为论文共同第一作者。该研究得到科技部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金和脑科学前沿创新中心项目等支持。
近年来，黄志力课题组致力于睡眠觉醒机制的神经环路研究，先后发现4个觉醒调控核团，4个NREM睡眠诱导核团，并解析其神经环路。系列性成果发表在Nature Neuroscience, Light：Science & Application, Molecular Psychiatry, Nature Communications, Brain, PNAS, Current Biology, Plos Biology, eLife等国际学术期刊。
论文信息：Ze-Ka Chen#, Hui Dong#, Cheng-Wei Liu#, Wen-Ying Liu, Ya-Nan Zhao, Wei Xu, Xiao Sun, Yan-Yu Xiong, Yuan-Yuan Liu, Xiang-Shan Yuan, Bing Wang, Michael Lazarus, Yoan Chérasse, Ya-Dong Li, Fang Han, Wei-Min Qu*, Feng-Fei Ding* and Zhi-Li Huang*. A cluster of mesopontine GABAergic neurons suppresses REM sleep and curbs cataplexy. Cell Discovery. 2022 Oct 25;8(1):115. doi: 10.1038/s41421-022-00456-5.
