東南大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、“發(fā)育與疾病相關(guān)基因”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室韓俊海教授團(tuán)隊(duì)于4月30日在學(xué)術(shù)期刊《Neuroscience Bulletin》,發(fā)表題為“The Glutamate-gated Chloride Channel Facilitates Sleep by Enhancing the Excitability of Two Pairs of Neurons in the Ventral Nerve Cord of Drosophila”的研究論文,報(bào)道了谷氨酸氯離子通道(GluClα)促進(jìn)夜間睡眠的神經(jīng)機(jī)制。
睡眠是人類生存不可或缺的生理需求,睡眠障礙不僅引發(fā)代謝紊亂、免疫力下降、情緒障礙等多重危害,嚴(yán)重時(shí)更可能導(dǎo)致死亡。神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的精密調(diào)控是維持正常睡眠的關(guān)鍵,其中谷氨酸作為大腦主要興奮性神經(jīng)遞質(zhì),被發(fā)現(xiàn)同時(shí)參與睡眠與覺(jué)醒的雙向調(diào)控,但其具體作用機(jī)制尚未明確。研究以果蠅為研究對(duì)象,通過(guò)綜合運(yùn)用遺傳學(xué)操作、免疫組化及睡眠行為學(xué)分析等技術(shù)手段,首次揭示了兩對(duì)特定的腹神經(jīng)索神經(jīng)元通過(guò)表達(dá)谷氨酸門(mén)控氯離子通道(GluClα),接收來(lái)自大腦的谷氨酸能抑制性信號(hào),進(jìn)而促進(jìn)夜間睡眠的神經(jīng)環(huán)路和分子機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)不僅證實(shí)谷氨酸可通過(guò)GluClα介導(dǎo)抑制性信號(hào)輸入?yún)⑴c睡眠調(diào)控,拓展了對(duì)谷氨酸遞質(zhì)功能的傳統(tǒng)認(rèn)知,還揭示了外周神經(jīng)系統(tǒng)在睡眠調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用,為理解睡眠的神經(jīng)機(jī)制提供了新見(jiàn)解。
圖1 谷氨酸氯離子通道調(diào)控睡眠的機(jī)制。正常情況下,兩對(duì)VNC神經(jīng)元接收谷氨酸信號(hào)后,通過(guò)GluClα抑制這兩對(duì)神經(jīng)元的活性,
進(jìn)而促進(jìn)果蠅夜間睡眠。缺失GluClα后,這兩對(duì)VNC神經(jīng)元的抑制性輸入信號(hào)減弱,使得神經(jīng)元更易激活,進(jìn)而導(dǎo)致果蠅夜間睡眠減少。
東南大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院田垚副研究員和韓俊海教授為該論文的通訊作者,博士生范雅倩為該論文的第一作者。該研究工作得到了科技創(chuàng)新2030-“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。(生科院)
論文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-025-01397-1