根據(jù)賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院的最新研究，一種被認(rèn)為可以保護(hù)腦細(xì)胞免受阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥等神經(jīng)退行性疾病的重要生物學(xué)機(jī)制也可能與調(diào)節(jié)睡眠有關(guān)。研究人員發(fā)現(xiàn)，果蠅和斑馬魚的睡眠也需要一種有助于防止腦細(xì)胞中異常蛋白質(zhì)聚集體積聚的信號通路。這種機(jī)制存在于兩個進(jìn)化上相距遙遠(yuǎn)的物種中這一事實表明它也可能存在于人類中。
長期以來一直存在令人費(fèi)解的暗示，即睡眠不足和睡眠障礙與神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，今天在線發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上的研究結(jié)果揭示了這種聯(lián)系的一種可能解釋。如果將結(jié)果擴(kuò)展到人類，他們將為開發(fā)針對睡眠障礙和神經(jīng)退行性疾病的新策略指明方向。
首席研究員、睡眠與時間生物學(xué)研究副教授 Nirinjini Naidoo 博士說：“睡眠碎片化的特點是重復(fù)性短暫的睡眠中斷，是白天過度疲勞的最常見誘因之一，尤其是在老年人中。” .“既然我們知道了一個參與睡眠調(diào)節(jié)的主要途徑，我們就可以將其作為目標(biāo)，以潛在地改善碎片化睡眠。”
近年來的研究表明，長期睡眠不足會增加患阿爾茨海默氏癥的風(fēng)險，而患有阿爾茨海默氏癥的人出現(xiàn)睡眠障礙的風(fēng)險也會增加。睡眠障礙也是帕金森病、肌萎縮側(cè)索硬化癥 (ALS)、額顳葉癡呆和其他神經(jīng)退行性疾病的常見特征。
神經(jīng)退行性疾病的潛在過程如何與睡眠障礙相關(guān)聯(lián)一直不清楚。但一個暗示來自實驗室動物的發(fā)現(xiàn)，即大腦在睡眠期間啟動“蛋白質(zhì)穩(wěn)定”過程，清除異常和潛在有害的蛋白質(zhì)聚集體，例如那些在神經(jīng)退行性疾病中使大腦混亂的蛋白質(zhì)聚集體。
在這項新研究中，Naidoo 和她的同事們仔細(xì)檢查了一個重要的蛋白質(zhì)穩(wěn)定過程，稱為 PERK信號通路，該過程響應(yīng)不需要的蛋白質(zhì)聚集體的積累，導(dǎo)致細(xì)胞暫時停止大多數(shù)蛋白質(zhì)的組裝。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們使用阻斷該通路關(guān)鍵成分的小分子化合物抑制果蠅或進(jìn)化距離較遠(yuǎn)的斑馬魚的 PERK 信號時，兩組動物的睡眠都比正常少得多。在果蠅中用基因技術(shù)阻斷 PERK 產(chǎn)生了類似的結(jié)果，而反過來——迫使 PERK 過量產(chǎn)生——使果蠅睡得更多。
博士候選人 Sarah Ly 檢查了果蠅中產(chǎn)生關(guān)鍵覺醒促進(jìn)激素的微小神經(jīng)元群，發(fā)現(xiàn)在夜間敲低這些神經(jīng)元中的 PERK 足以讓果蠅睡得更少，而過量產(chǎn)生 PERK 會使它們睡得更多。在這些神經(jīng)元的一個子集中，研究人員能夠驗證增加或減少 PERK 具有抑制或釋放覺醒激素產(chǎn)生的作用。“這增加了睡眠的 PERK 調(diào)節(jié)發(fā)生在多個大腦回路中的可能性，”Ly 說。
這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著科學(xué)家們首次確定了一種特定的雙向生物學(xué)機(jī)制，將睡眠與蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)聯(lián)系起來。研究結(jié)果還指出，清醒可能會增加腦細(xì)胞中蛋白質(zhì)聚集體的積累，從而導(dǎo)致更多的 PERK 信號傳導(dǎo)。這最終有助于通過強(qiáng)制睡眠和允許有效的蛋白質(zhì)管家發(fā)生來逆轉(zhuǎn)腦細(xì)胞壓力。
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