伏隔核睡眠-觉醒调节机制

睡眠障碍已成为严重的社会及医学问题，生理性睡眠觉醒调节机制亟待阐明。我们发现伏隔核（NAc）毁损大鼠觉醒量增加。NAc富含腺苷A2A受体（R）并和多巴胺D2R共表达，A2AR激活引起睡眠，D2R激活引起觉醒。NAc通过哪种受体调节睡眠觉醒？其A2AR阳性神经元与哪些睡眠和觉醒核团有纤维联系？调控作用如何？是本题拟研究的问题。本题首先将利用基因敲除方法，明确A2AR和D2R在NAc睡眠觉醒中的调节作用；其次采用AAV基因转染技术，通过报告基因追踪NAc A2AR阳性神经元的纤维投射，揭示NAc与睡眠和觉醒核团间的纤维联系；最后拟利用光遗传学方法，瞬时、高选择性调控NAc神经元活性，结合脑电与神经元放电记录、神经化学等手段，阐明NAc在生理性睡眠觉醒调节中的作用，揭示NAc和睡眠-觉醒核团作用调控睡眠的分子机制。研究结果将丰富和发展睡眠觉醒调节理论，对探索临床治疗睡眠障碍方案具有重要意义。

睡眠障碍已成为严重的社会及医学问题，睡眠-觉醒调节机制亟待阐明。 我们发现NAc毁损大鼠觉醒量增加。NAc 富含腺苷 A2AR并和多巴胺 D2R 共表达。本课题主要阐明 A2AR 和 D2R 在 NAc 睡眠-觉醒调控中的作用；明确 NAc与睡眠觉醒核团间的联系；揭示 NAc在睡眠-觉醒调节中的作用。重要结果：1）通过化学毁损，进一步明确了NAc core和shell在睡眠-觉醒调节中的作用，发现core和shell均参与睡眠-觉醒调控，但以core的作用更为重要；且core是促觉醒药物modafinil的重要作用靶区，并部分介导了咖啡因的促觉醒效应。2）利用A2AR和D2R基因敲除小鼠，及采用RNA干扰技术，局部敲除NAc A2AR和D2R受体，发现NAc A2AR的缺失致动物觉醒量和活动度增加，对modafinil的反应增强，而D2R缺失则增加动物睡眠量，降低活动度，并对modafinil的反应减弱，表明NAc中A2AR 和 D2R 在觉醒-睡眠调控中具有重要作用。3）通过报告基因追踪 NAc神经元投射，发现NAc与脑内多个觉醒核团如LH的orexin能神经元及TMN的组胺能神经元存在广泛纤维联系，提示NAc通过调控多个觉醒核团调节睡眠-觉醒。4）光遗传学特异激活NAc A2AR阳性神经元，发现小鼠睡眠量显著增加，睡眠潜伏期显著缩短，表明直接激活NAc A2AR阳性神经元促进睡眠。5）药理遗传学特异兴奋NAc A2AR阳性神经元，结果显示小鼠的活动量降低，睡眠量增加，进一步证实NAc A2AR阳性细胞参与睡眠调控，激活后诱导睡眠。6）通过光遗传学方法在NAc激活DA能神经末梢，观察NAc上游核团VTA对NAc睡眠-觉醒作用调控的影响。发现VTA-NAc通路激活后动物觉醒量增加，表明DA递质可通过作用于NAc内DA D1R或D2R促进动物觉醒。7）通过光遗传学方法在CPu内激活DA能神经末梢，观察CPu上游核团SNc的DA对睡眠-觉醒的影响。发现SNc-CPu通路激活后动物睡眠量增加，表明来源于SNc的DA促睡眠，另外结合直接光遗传学激活GPe促睡眠的结果，我们推测SNc-CPu通路DA通过间接通路D2R使GPe去抑制，继而抑制皮层的活动而诱导睡眠。以上研究结果为睡眠-觉醒调控机制提供了新理论，并对探索临床治疗睡眠障碍方案提供了新方向。