5-HTTLPR基因多态性对睡眠依赖性记忆巩固的影响及机制研究

Influence of genetic background has been shown in sleep and memory. However, the genetics of sleep - dependent memory consolidation have not yet been mentioned. The serotonin transporter gene linked polymorphic region (5-HTTLPR) can regulate the function of sleep and memory by regulating the level of 5-HT. 5-HTTLPR is likely to be a candidate of genetic susceptibility loci for memory consolidation induced by sleep. Therefore, the project will use the gene detection, behavioral tasks, sleep EEG monitoring and magnetic resonance imaging to investigate the effect of 5-HTTLPR gene polymorphism on sleep - dependent memory consolidation and identificate specific sleep markers and markers in brain areas involved in 5-HTTLPR - related memory consolidation. The project will help to reveal the genetic mechanism of sleep - dependent memory consolidation, determine genetic susceptibility loci, and provide a new view for screening and treatment of memory consolidation damage. It also will be helpful to reveal neural mechanisms of sleep - dependent memory consolidation, find out the endophenotype of memory consolidate damage induced by 5-HTTLPR, and provide a new strategy for identification and intervention memory consolidate in sleep disorders. The applicant has rich experiences on basic and clinical research, which will ensure the accomplishment of the current research project.

睡眠与记忆具有一定的遗传基础，但目前少有研究从遗传学角度探讨睡眠依赖性记忆巩固。研究证实5-羟色胺转运体基因连锁多态区(5-HTTLPR)可通过调节5-HT水平对睡眠和记忆进行调控。5-HTTLPR很可能作为记忆巩固的一个候选遗传易感位点在睡眠对其调控过程中发挥重要作用。因此，本项目将利用基因测查、行为任务、睡眠脑电监测及磁共振成像技术，重点考察5-HTTLPR基因多态性对睡眠依赖性记忆巩固的影响以及寻找与5-HTTLPR基因调控记忆巩固相关的特征性睡眠标记和脑区标记。本项目的完成将有助于揭示睡眠依赖性记忆巩固的遗传机制，确定与此过程相关的遗传易感位点，为筛选和治疗记忆巩固损伤提供新的思路；还将有助于从遗传学视角揭示睡眠依赖性记忆巩固的神经机制，寻找基因相关记忆巩固损伤的内表型，为在睡眠损伤群体内辩识、干预记忆巩固能力提供新的策略。申请人具有神经生物基础与临床研究经验，能确保项目顺利实施。

睡眠与记忆具有一定的遗传基础，但少有研究从遗传学角度探讨睡眠依赖性记忆巩固。本项目探讨了5-羟色胺转运体基因连锁多态区（5-HTTLPR）是否可作为记忆巩固的遗传易感位点以及其在睡眠对记忆巩固的调控过程中如何发挥作用。项目共招募约350名在校大学生作为被试，分别评测了习惯睡眠、人工睡眠限制（睡眠剥夺）及天然睡眠限制（睡眠拖延）三种不同睡眠条件下5-HTTLPR基因多态性对大学生睡眠依赖性记忆巩固的影响及机制。结果发现：1）习惯睡眠条件下，5-HTTLPR不同基因型个体的陈述性与程序性记忆巩固效应均无明显差异，但5-HTTLPR基因型×rs9349453（per2）基因型的交互效应在陈述性记忆巩固中显著。5-HTT基因的另一多态性位点——rs6354不同基因型个体的上述两种记忆巩固效应均存在明显差异。2）习惯睡眠条件下，5-HTTLPR不同基因型间的主观睡眠质量——匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）得分存在差异，但只有程序性记忆巩固效应指标与PSQI得分显著相关。rs6354不同基因型间的PSQI得分同样差异显著，仅在rs6354 TT等位基因携带者中PSQI得分与程序性记忆巩固效应指标显著相关。习惯睡眠条件下，5-HTTLPR不同基因型间的客观睡眠质量——睡眠脑电存在差异；5-HTTLPR s/s携带者的N1期时长、N1期/卧床时间占比与陈述性记忆巩固效应指标显著负相关。3）在睡眠剥夺条件下，睡眠依赖性陈述性及程序性记忆巩固效应均受损，但5-HTTLPR基因型主效应及5-HTTLPR基因型×实验条件交互效应均不显著。在陈述性记忆巩固中，5-HTTLPR基因型×实验条件×rs9349453（per2）基因型的交互效应显著。4）无论是习惯睡眠条件还是睡眠剥夺条件，睡眠拖延对记忆巩固效应都可能产生负面影响，但均未见5-HTTLPR基因型与睡眠拖延群体类别之间存在显著交互作用。不同睡眠拖延群体之间的PSQI得分及睡眠脑电均存在显著差异，其中W期/卧床时间的占比和W期/总睡眠间期时间占比与陈述性记忆指标相关。这些结果揭示5-HTT基因的多态性位点（5-HTTLPR和rs6354）可参与睡眠依赖性记忆巩固调控过程，一些特定的睡眠主客观指标可作为表征5-HTT相关睡眠依赖性记忆巩固能力的内表型，这为辩识和干预睡眠依赖性记忆巩固损伤提供了新策略。