2024年9月19日日本筑波大學Yu Hayashi研究團隊在Cell雜志上發表文章揭示了腦干一群CRHBP陽性神經元調控快速眼動睡眠的閉環神經回路。
1、CRHBP調控快速眼動睡眠
原位雜交實驗發現CRHBP表達在SLD的亞區SubLDT以及鄰近的外側背側被蓋核(LDT)、腹側被蓋區(VT)。SubLDT核團CRHBP陽性神經元(簡稱SubLDT-CRHBP)和興奮性和抑制性神經元標志物均存在共標,表明該類群神經元部分為興奮性神經元,部分為抑制性神經元。通過病毒工具特異性誘導SubLDT及其LDT、VT腦區CRHBP神經元凋亡后可減少非快速眼動睡眠(NREM)和REM時間,增加覺醒時間,引起肌肉松弛。
圖1、誘導CRHBP陽性神經元凋亡減少快速眼動睡眠時間
2、SubLDT-CRHBP神經元不同環路差異性調控REM和NREM
免疫熒光實驗發現REM過程中SubLDT-CRHBP神經元是激活的。病毒示蹤實驗發現SubLDT-CRHBP神經元可投射到內側隔核、基底前腦(BF)、丘腦中背側核、下丘腦、中腦核團背側部(dDpMe)、巨細胞網狀核(Gi)。
Gi核團參與調控REM的肌肉松弛。SubLDT-CRHBP神經元投射到Gi(簡稱CRHBP-SubLDT→Gi環路)是興奮性的,通過化學遺傳學技術激活該環路后可減少小鼠進入REM的潛伏時間,增加REM的持續時間,減少肌肉松弛。光纖鈣成像記錄投射到Gi的SubLDT-CRHBP神經元活性在REM時期達到最高水平,從NREM向REM轉變期活性增強,從覺醒向NREM期轉變活性降低。
SubLDT-CRHBP神經元投射到BF(簡稱CRHBP-SubLDT→BF環路)是抑制性的,通過化學遺傳學技術激活該環路后小鼠的覺醒時間減少,REM時間也減少,NREM時間增多,不影響肌肉松弛。光纖鈣成像記錄投射到BF的SubLDT-CRHBP神經元活性在覺醒時期達到最高水平,從NREM向REM轉變、NREM向覺醒轉變期間增強,從覺醒向NREM期轉變活性降低。病毒示蹤實驗表明CRHBP-SubLDT→Gi環路和CRHBP-SubLDT→BF環路幾乎不存在重疊。
圖2、激活CRHBP-SubLDT→Gi環路促進REM
3、PD合并RBD患者CRHBP陽性神經元丟失
5月齡PD模型小鼠出現REMS 和NREMS時間減少,在慢性激活CRHBP-SubLDT→Gi環路可有效緩解上述睡眠障礙。PD患者存在REM障礙,這種障礙是否與CRHBP有關。研究人員構建了人源性CRHBP抗體,發現PD合并RBD患者藍斑核團吻側(類似于小鼠SubLDT)區域CRHBP陽性神經元出現顯著丟失,并且a-synuclein更容易聚集在CRHBP陽性神經元周圍,但該區域膽堿能神經元并未出現丟失。
圖3、PD合并RBD患者CRHBP陽性神經元丟失
4、總結
本文揭示了腦干一群CRHBP陽性神經元調控快速眼動睡眠的閉環神經回路,并發現該環路在PD合并RBD患者種出現障礙。
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