华盛顿州立大学(WSU)的研究人员在三种动物实验(包括人类)中,见证了FABP7基因参与睡眠质量调控的过程。
该文献第一作者华盛顿州立大学Elson S. Floyd欧洲杯竞猜平台副教授Jason Gerstner通过查看“睡眠-苏醒”周期内的基因表达变化,发现老鼠脑内的FABP7基因的表达一直处于持续变化之中。研究人员发现与正常小鼠相比,FABP7基因敲除型老鼠的睡眠更加断断续续。这表明FABP7是维持哺乳动物正常睡眠的必须基因。
Gerstner和日本的研究人员对将近300名受试者进行了为期7天的睡眠监测,也包括DNA表达监测。结果显示,其中29人的负责生产FABP7的基因发生突变。与老鼠的情况一样,这些人的睡眠情况同样也更间断。虽然与其他人相比他们的睡眠时间相同,但是他们的睡眠质量不好,当他们处于睡眠时更容易苏醒。
研究人员还构建了转基因果蝇。他们在果蝇星形胶质细胞中插入突变的以及正常的人类FABP7基因。长期以来,神经胶质细胞曾被误认为只是神经元的支持物,但是最近的研究报道发现,神经胶质细胞也能够释放化学神经递质,控制大脑行为。为了检测果蝇的睡眠质量,研究人员使用了一种商业化的“果蝇活动监视器”,原理是通过红外线光束记录果蝇的活动变化,从而判定果蝇是睡还是醒。如果光束持续5分钟不被打断,则证明果蝇睡着了。插入突变的FABP7基因的果蝇在正常的睡眠时间内,打断光束的行为更加频繁。实验证明,与老鼠和人一样,携带FABP7突变基因的果蝇睡的也更加不安。
“这表明,对所有动物来说,星形胶质细胞可能存在一些潜在的调节睡眠的机制”Gerstner说。“这是我们首次在3个不同物种的体内实验中,真正了解到特定的细胞角色和分子通路。”
更值得注意的是,果蝇已经在地球上存在了6000万年。“这表明我们发现了一个进化保守的古老的机制,”Gerstner说。“如果不够重要的话,进化不会让这个机制存在那么久。”虽然研究人员对这个基因的发现感到兴奋,但他们强调,其他基因肯定也参与了这个过程。
FABP7蛋白质穿梭于脂肪和细胞核之间,参与“脂质信号传导”,激活调控生长和新陈代谢的相关基因。睡眠对神经元的活动、能量的释放盒储存、记忆和学习都非常重要,Gerstner和他的同事目前正试图将FABP7介导的功能与睡眠相关的各种理论串联起来。
原文链接:http://advances.sciencemag.org/content/3/4/e1602663.full