美国加州大学伯克利分校的丹扬教授在《Nature Neuroscience》期刊上发表了一篇研究论文。该论文的标题为:“Microglia regulate sleep through calcium-dependent modulation of norepinephrine transmission”。
在这项研究中,丹扬教授发现大脑中的免疫细胞小胶质细胞可以通过一种涉及Gi偶联GPCR、细胞内Ca2+信号和去甲肾上腺素(Norepinephrine,NE)传输抑制的机制来调节睡眠。具体来说,他们发现小胶质细胞中抑制性G蛋白(Gi蛋白)信号的激活可以促进睡眠,并且这种效应至少部分通过其胞内Ca2+信号来介导,导致胞外甲肾上腺素(NE)浓度的降低。
为了证明这一机制,研究团队使用了化学(http://www.maoyihang.com/sell/l_9/)遗传学方法激活小胶质细胞Gi信号,结果发现这强烈促进了睡眠。相反,通过药理学方法阻断Gi偶联P2Y12受体则减少了睡眠。此外,他们还使用双光子成像技术观察到P2Y12-Gi激活提高了小胶质细胞内Ca2+的水平,而这种Ca2+升高的阻断则消除了Gi诱导的睡眠增加。
此外,研究还发现小胶质细胞Ca2+水平在自然的觉醒到睡眠转变过程中也会增加,部分原因是去甲肾上腺素水平降低。使用去甲肾上腺素(NE)的生物传感器进行成像显示,小胶质细胞P2Y12-Gi激活显著降低了去甲肾上腺素水平,部分原因是腺苷浓度增加。
这项研究的意义在于揭示了小胶质细胞和睡眠之间的相互作用关系,并可能为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗提供新的思路。众所周知,睡眠中断会增加阿尔茨海默病等疾病的风险,而小胶质细胞功能的异常也与这些疾病的进展相关。因此,通过调节小胶质细胞的功能和Ca2+信号,可能有助于预防和治疗这些神经退行性疾病。
总之,丹扬教授的研究为理解大脑中的免疫细胞和睡眠之间的相互作用提供了新的视角,并为未来的治疗策略提供了潜在的靶点。