短暂睡眠基因可防止与睡眠剥夺有关的记忆缺陷

加州大学旧金山分校的科学家们发现了两个促进“自然短暂睡眠”的已知人类基因-夜间睡眠仅持续四到六个小时，但让人感到休息良好-现在已经发现了第三个基因，这也是第一个曾经被证明可以防止通常伴随睡眠剥夺的记忆缺陷。研究人员认为，这一最新发现可能有一天会导致改善睡眠和治疗睡眠障碍的药物成为可治疗的靶标。

该发现在2019年10月16日发表于《科学转化医学》上的一项研究中进行了详细描述，在同一团队报告他们发现第二个短暂睡眠基因的几周后宣布了这一结果，这项成就已经十年了。

“十年前，当我们识别出第一个短睡眠基因时，睡眠遗传学才刚刚起步。人们并不认为该基因可以显着影响睡眠行为，而且很少有重大突破。今天，该领域正在向前发展迅速，而且我们也开始让你的基因是如何重要的是得到一个良好的夜间睡眠更好的画面，”迎辉夫，博士的的神经学教授和成员说，加州大学旧金山分校威尔研究所神经科学谁领导研究小组确定了所有三个已知的短睡眠基因。

Fu和她的小组确定了一对父子俩中的最新基因，他们每天平均分别只有5.5和4.3个小时的睡眠时间-远远少于大多数人为了避免感到睡眠而需要的八个或更多个小时-被剥夺。

神经学教授，这项新研究的共同作者，威尔研究所的成员，医学博士路易斯·帕塔切克说：“睡眠剥夺会给健康带来严重后果。”“长期睡眠不足的人更有可能患肥胖症，糖尿病，心血管问题，抑郁症和认知缺陷。”

但是像其他自然的短睡眠者一样，父子对似乎没有经历通常伴随着睡眠剥夺的任何不利的认知或身体影响。Fu和Ptáček想知道为什么。

研究人员对父亲和儿子进行了基因测序，然后对名为NPSR1的基因的单字母突变进行了归零，该基因编码位于神经元表面的信号蛋白，以前被证明参与调节睡眠。就像其他已知的短睡眠基因中的突变一样，这种突变极为罕见，发生在不到四百万的人口中。

为了了解基因在大脑中的功能，研究人员对经过基因工程改造以在小鼠版本NPSR1中携带相同突变的小鼠进行了一系列实验。具有突变的小鼠比没有突变的小鼠花费更少的时间入睡，并且具有更高的身体活动能力，部分原因是在生化水平上，NPSR1的突变版本与更常见的蛋白质行为不同。

NPSR1是大脑中促进觉醒的信号传导途径的一部分。激活后，它会通过在其他途径上进行化学修饰来开启其他途径的蛋白质。为了测试突变形式和非突变形式的NPSR1是否能够在相同程度上激活该途径的组成部分，研究人员向正常小鼠和基因工程小鼠注射了一种可触发NPSR1的化合物。然后，他们查看了NPSR1下游的蛋白质，以了解其中有多少蛋白质经过化学修饰以促进活化。他们发现，突变型NPSR1比非突变型激活了更多的下游蛋白质。

研究人员随后进行了补充实验，发现突变体NPSR1比非突变体蛋白更容易触发。总之，这些结果表明，与短暂睡眠相关的NPSR1版本更易于激活，并且在开启该觉醒促进途径的其他组件方面也更佳。

研究人员接下来转向记忆测试。将小鼠放在专门设计的室内，让其探索新的环境几分钟，然后接通电流以轻轻地震动他们的脚。当正常小鼠从试验箱中取出并在一天后返回时，它们会记住电击并更缓慢地冻结或漫游试验箱-但前提是要有足够的睡眠。

相比之下，睡眠不足的小鼠会经历记忆缺陷(就像睡眠不足的人类一样)，并且难以形成对颠簸体验的持久记忆。当他们被震惊的第二天返回房间时，他们没有表现出任何预期的基于恐惧的行为。但是，即使在被剥夺睡眠后，突变型NPSR1的携带者也确实记得电击。

“ NPSR1不仅可以促进短暂的睡眠，还可以防止通常由于睡眠不足而引起的记忆问题，”傅说。“这是任何人发现的第一个对睡眠剥夺的许多不良后果之一具有保护作用的基因。”

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