陆军军医大重磅突破：揭秘褪黑素促进睡眠的神经机制
陆军军医大重磅突破：揭秘褪黑素促进睡眠的神经机制
睡眠是一个至关重要的生理过程，对于人体的恢复、记忆巩固和代谢物清除至关重要。褪黑素（Melatonin，简称MLT）是一种由松果体释放的内源性吲哚胺激素，它在决定清醒/睡眠时间方面发挥着重要的昼夜节律信号作用。此外，褪黑素在临床上也被用作一种有效的治疗药物，用于通过调节昼夜节律来帮助调节睡眠。
陆军军医大的研究团队在《当代生物学》（Current Biology）杂志上发表了一项重要研究，揭示了褪黑素如何通过作用于特定大脑区域——丘脑室旁核（Paraventricular Thalamus，简称PVT）来促进非快速眼动（Non-Rapid Eye Movement，简称NREM）睡眠。PVT位于第三脑室下方，是控制清醒的关键丘脑核。PVT的激活诱导睡眠到清醒的过渡，而抑制其活性则导致NREM睡眠的增加。此外，PVT神经元的内在特性在光/暗周期中呈现昼夜变化，并表达褪黑素受体，这表明褪黑素可能调节PVT神经元的活性。
研究团队选择了能够自然合成褪黑素的C3H/HeJ小鼠作为模型动物。通过免疫荧光检测，他们发现褪黑素受体MT1R和MT2R在PVT中高度表达，并且这种表达呈现出与昼夜节律相关的变化。进一步的体外膜片钳记录表明，褪黑素通过靶向突触后褪黑素受体直接抑制PVT神经元的兴奋性。利用c-Fos染色和多通道电生理记录技术，研究者发现褪黑素能够显著降低PVT神经元的自发活动。
药理学实验显示，在PVT局部注入褪黑素后，NREM睡眠显著增加，清醒度相应减少。相反，阻断PVT中的褪黑素受体则导致清醒度增加，NREM睡眠减少，而快速眼动睡眠（REM睡眠）没有明显变化。为了进一步验证PVT在介导褪黑素促进NREM睡眠中的作用，研究团队使用RNA干扰技术特异性地抑制PVT内的褪黑素受体表达。结果显示，这种抑制导致NREM睡眠显著减少，而清醒度增加。
综上所述，这些结果表明PVT是褪黑素促进NREM睡眠的重要靶点。通过调节PVT中的褪黑素信号通路，褪黑素能够有效地促进NREM睡眠，这对于理解睡眠的调控机制以及开发新的睡眠障碍治疗方法具有重要意义。这项研究不仅加深了我们对褪黑素在睡眠调节中作用的理解，也为未来针对睡眠障碍的临床治疗提供了新的方向。随着更多关于褪黑素及其作用机制的研究，我们可以期待在未来会有更有效的方法来改善人们的睡眠质量。
参考文献
Wang et al., Melatonin targets the paraventricular thalamus to promote non-rapid eye movement sleep in C3 H/HeJ mice, Current Biology (2024).