生物科学门户网站
BIO1000.COM

无论白天还是黑夜突触功能都与整体睡眠需求紧密相关

根据对小鼠的一项研究,对睡眠的自然需求与大脑的突触功能紧密相关,这表明睡眠剥夺也可能剥夺大脑进行突触活动(包括可塑性)所需的关键蛋白质的能力。睡眠对我们的大脑至关重要,而剥夺这一重要过程可能会导致严重的认知障碍-仅通过安眠即可纠正。

我们的睡眠能力受每日节律和大脑对睡眠的需求或睡眠压力的控制,睡眠时间越长,睡眠压力就会逐渐增加。但是,关于睡眠如何恢复大脑功能或如何满足睡眠的了解却很少。在两项研究中,萨拉·诺亚(Sara Noya)和同事以及弗朗兹斯卡·布鲁宁(FranziskaBrüning)和同事分别报告全面概述小鼠前脑中突触转录组和蛋白质组磷酸化的每日变化,小鼠前脑是包括大脑皮层在内的最大的脑部分裂。Chiara Cirelli和Giulio Tononi写道:“ Noya,Brüning及其同事的新发现以及先前的证据,毫无疑问使突触功能反映了清醒和睡着的时间。

”Noya等。评估正常和睡眠不足小鼠在24小时内突触信使RNA(mRNA)的昼夜节律和蛋白质丰度。结果表明,近70%的突触mRNA,以及许多蛋白质和磷蛋白,均显示出昼夜节律振荡。那些与新陈代谢和翻译相关的信号在黎明前(夜间小鼠的就寝时间)达到峰值,而与突触信号相关的信号在它们黄昏醒来之前达到峰值。然而,在睡眠不足的小鼠中,发现这种模式出奇地不同。尽管mRNA的循环在很大程度上未受影响,但几乎所有蛋白质(对于大多数突触功能至关重要)的日常节律都消失了,这表明该生物钟不在昼夜节律中。

在这项工作的基础上,Brüning等人。更仔细地研究了小鼠的觉醒周期,睡眠压力与突触磷酸组学之间的关系。作者发现,睡眠不足导致近1,000种磷蛋白的每日循环突然终止,其中包括许多对突触功能(如可塑性和细胞健康)至关重要的激酶。一起,Noya等人的研究结果。和Brüning等。证明睡眠和觉醒压力的中心作用-独立于昼夜节律机制-对维持突触功能至关重要的突触蛋白的磷酸化。结果还表明精神功能障碍可能与睡眠不足有关。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。