Nowe badania na myszach identyfikują szereg neuronów, które mogą brać udział w promowaniu snu. Wyniki mogą wkrótce zmienić praktyki terapeutyczne w leczeniu zaburzeń snu.
Bezsenność dotyka każdego roku około 60 milionów ludzi w Stanach Zjednoczonych. Związane jest to z wieloma problemami zdrowotnymi, szczególnie wśród osób starszych, w tym z zaburzeniami poznawczymi i zespołem metabolicznym.
Jak każda osoba, która przeszła bezsenną noc, będzie wiedziała, że próba „uśpienia się” podczas snu bezsenności jest nie tylko niepomyślna, ale może nawet pogorszyć sytuację. Ale co, jeśli w naszym mózgu byłby „przełącznik”, który moglibyśmy aktywować, gdy chcemy zasnąć?
Nowe badanie mogło znaleźć taki „przełącznik” w rodzaju neuronu. Po zbadaniu istniejących badań, naukowcy z University of Medicine Johns Hopkins w Baltimore, MD, zdali sobie sprawę, że podczas gdy znaczna ilość pracy została wykonana na neuronach, które promują bezsenność, niewiele badań skupiło się na neuronach, które promują sen.
Tak więc naukowcy – kierowani przez dr. Setha Blackshawa, profesora neurologii na Uniwersytecie Medycyny Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa – postanowili zbadać rolę komórek mózgowych, które wyrażają gen o nazwie „Lhx6”.
Powodem, dla którego badacze zdecydowali się zbadać ten konkretny gen jest to, że odgrywa on kluczową rolę w tworzeniu neuronów, które hamują aktywność innych neuronów. Poprzednie badania prowadzone przez prof. Blackshawa obserwowały rolę tego genu u myszy.
Wyjaśnia motywację do badania, mówiąc: „Wiemy, że komórki w innych regionach mózgu używają Lhx6 i że gen jest niezbędny do prawidłowego rozwoju tych obszarów, na przykład zakłócenie ekspresji Lhx6 może prowadzić do wielu chorób, w tym ciężkich. padaczka.”
Więc naukowcy zastanawiali się, co by było, gdyby neurony, które eksprymują gen Lhx6, promowały sen poprzez „wyłączanie” innych neuronów, które nie pozwalają nam zasnąć?
Pierwszym autorem badania jest Kai Liu, absolwent Wydziału Neurologii Uniwersytetu Salomona Uniwersytetu Johnsa w Solomon H. Snyder, a wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie
Ekspresjonujące neurony Lhx6 indukują sen
Liu i zespół opracowali model myszy, w którym wykorzystali „projektowane receptory wyłącznie aktywowane przez projektant leków” w celu przeanalizowania, czy aktywujące neurony wyrażające Lhx6 będą promować lub hamować sen.
Użyli narkotyków N-tlenek klozapiny do aktywacji neuronów wyrażających Lhx6, a także techniki białek Fos i śledzenia wirusów do badania zachowania tych neuronów.
Liu i zespół odkryli, że myszy spały więcej i spędzały więcej czasu w obu losowych ruchach gałek ocznych (REM) i snu innych niż REM w ciągu 12 godzin po otrzymaniu zastrzyku leku aktywującego neurony. Efekty te osiągnęły najwyższy poziom od 2 do 8 godzin po przyjęciu leku.
Z grubsza mówiąc, sen nie-REM obejmuje etap głębokiego, spokojnego snu, podczas gdy sen REM jest uważany za lżejszy i fazę snu, podczas której pojawia się większość naszych snów.
„Fakt, że te [neurony wyrażające Lhx6] promują sen inny niż REM i REM odróżnia je od innych komórek regulujących sen, które stanowią nowy cel w leczeniu szerokiego zakresu zaburzeń snu.”
Prof. Seth Blackshaw
Dodatkowo naukowcy zaobserwowali tę aktywność w obszarze mózgu, w którym nie zidentyfikowano wcześniej neuronów wyrażających Lhx6: region w podwzgórzu zwany zona incerta.
„Ponieważ podwzgórze jest starożytnym systemem, który był względnie dobrze zachowany w ewolucji od ryb do ludzi, zrozumienie jego genetyki i chemii u myszy powinno zwiększyć naszą wiedzę o tym, co dzieje się w mózgach ludzi” – wyjaśnia prof. Blackshaw.
Poprzednie badania pozwoliły zidentyfikować neurony, które promują stan czuwania poprzez wydzielanie hipokretyny, która jest neuropeptydem. Tak więc w nowym badaniu naukowcy chcieli również sprawdzić, czy neurony wyrażające Lhx6 hamują te neurony wydzielające hipokretynę.
Blokując działanie hipokretyny za pomocą leków projektantów i aktywujących neurony wyrażające Lhx6, naukowcy odkryli, że myszy nadal mają zwiększony sen REM, ale nie sen inny niż REM.
„To pokazuje, że Lhx6 hamuje nie tylko komórki produkujące hipokretynę, ale także inne typy komórek promujących obudzić”, wyjaśnia Liu.
