室旁丘脑通过腺苷参与稳态睡眠调节

《British Journal of Pharmacology》：The paraventricular thalamus is required for homeostatic sleep regulation by adenosine

　　

摘要

背景与目的

腺苷被认为在睡眠稳态调节中起着重要作用。清醒状态下腺苷的积累会诱导进入非快速眼动（NREM）睡眠状态。然而，腺苷调控睡眠的精确神经机制尚未完全阐明。

实验方法

所有实验均在小鼠身上进行。使用基因编码的腺苷传感器来检测室旁丘脑（PVT）中外腺苷的动态变化。我们通过体外全细胞膜片钳技术研究了腺苷对PVT神经元的影响，并将这些实验与体内纤维光度测量和多通道电生理记录相结合。此外，还利用脑电图（EEG）/肌电图（EMG）记录以及药物给药、睡眠剥夺（SD）和RNA干扰（RNAi）来探讨腺苷在调节清醒和睡眠中的作用。

主要结果

与NREM睡眠相比，清醒状态下PVT中外腺苷水平显著升高。腺苷通过激活A₁受体（A₁Rs）导致PVT神经元膜电位超极化并减少动作电位的发放。腺苷还降低了PVT神经元在体内的自发性钙活动及放电频率。在黑暗阶段开始时，PVT中施加腺苷可促进NREM睡眠；而A₁R受体阻断或选择性敲低A₁Rs则主要在光照阶段减少NREM睡眠。当腺苷浓度超过生理范围时，由于激活了A_2A受体（A_2ARs），其促进NREM睡眠的效果会减弱。

结论与意义

这些结果表明，腺苷的睡眠稳态调节作用依赖于室旁丘脑（PVT），为睡眠的稳态调节机制提供了新的见解。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。