神经肽S经其受体激活下丘脑后部组胺能和orexin能神经元调节睡眠觉醒时相及机制

新鉴定的神经肽S(NPS)神经元主要分布于脑干，本实验室中枢注射NPS促活动觉醒增加抑制慢波睡眠和异相睡眠，促Fos表达在下丘脑后部结节乳头体核（TMN）组胺(HA)能和穹窿周围核(PeF) orexin (Orx)能神经元的数量显著增加。推测NPS经其受体激活TMN HA能和PeF Orx能神经元调节睡眠觉醒时相。本项目利用原位杂交和免疫组化双标记NPS受体在HA和Orx神经元的分布。膜片钳全细胞记录技术分析NPS及其受体拮抗剂对HA能或Orx能神经元活动的影响，以及离子通道机制和突触机制。NPS及其受体拮抗剂微量注射TMN或PeF结合睡眠解析与脑波频段能谱分析观察对睡眠觉醒各时相的调节作用，HA或Orx受体相关拮抗剂是否选择性抑制该作用，同步微透析技术分析皮质HA和Orx递质含量时程变化。目的揭示NPS和其受体调节睡眠觉醒周期的特征、通路和靶点等中枢机制，丰富睡眠觉醒调节理论。

新鉴定的神经调质神经肽S（NPS）神经元位于脑干，其经广泛分布各脑区的自身受体（NPSR）参与多种神经功能的调节。NPS-NPSR系统被推测为是新的睡眠觉醒中枢调节系统。依据我们的研究提出“NPS神经元向TMN投射经NPSR激活组胺能神经元调控睡眠觉醒周期”，同时“NPS-NPSR系统参与嗅觉、空间记忆、抑郁和焦虑行为和睡眠失调的生理和病理调节过程”假说。本项目分别开展了NPS-NPSR系统对睡眠觉醒周期调节途径及机制，对嗅觉功能、空间记忆、抑郁和焦虑样行为和睡眠的调节机制研究。重要成果与关键数据：（1）下丘脑后部结节乳头体核（TMN）和穹隆周核（PeF）分别高度和中度表达NPSR mRNA，TMN 91.5%的组胺能神经元表达NPSR，TMN注射NPS引起觉醒时间剂量等于中枢注射最大觉醒时间剂量的1/10，NPSR拮抗剂、组胺H1R与H2R受体拮抗剂可拮抗TMN注射NPS促觉醒作用，NPS引起TMN组胺神经元去极化。（2）NPS分别减少GABAA型麻醉药propofol引起大鼠EEG delta活动为特征的慢波睡眠（SWS）时间，抑制NMDA型麻醉药ketamine引起大鼠EEG delta和theta活动而减少SWS，NPSR拮抗剂可有效消除NPS对麻醉引起SWS的抑制作用。（3）NPS抗利血平引起的大鼠抑郁样行为，通过抑制异相睡眠抗利血平引起的抑郁样睡眠。（4）24小时剥夺大鼠睡眠引起杏仁核NPSR mRNA上调与焦虑样行为与睡眠，NPS经NPSR增强杏仁核神经元活动改善大鼠焦虑行为和睡眠失调。（5）NPS经NPSR激活嗅皮质神经元增强嗅觉功能，NPS增强海马结构下托复合体载有NPSR神经元活动逆转由胆碱能M样受体阻断剂东莨菪碱或NMDA受体阻断剂MK-801引起嗅觉空间记忆损伤。科学意义：下丘脑后部TMN组胺能神经元在NPS-NPSR系统调节睡眠觉醒周期中起关键作用，NPS可缩短GABAA和NMDA麻药的SWS起唤醒作用；NPS-NPSR系统经活动杏仁核抗焦虑和抑郁样行为与睡眠失调，活动嗅皮质增强嗅觉功能，活动海马下托复合体修复记忆损伤。本项目成果丰富了睡眠觉醒周期中枢调节理论，NPS及受体激动剂有望成为治疗嗜睡、发作性睡病、昏迷、焦虑、抑郁、中枢性嗅觉障碍和记忆损伤新策略。