大腦清潔水通道的遺傳變異影響人類睡眠

我們睡覺的原因仍然是 21 世紀(jì)未解決的問題。Sara Marie Ulv Larsen、Sebastian Camillo Holst 和哥本哈根大學(xué)醫(yī)院神經(jīng)生物學(xué)研究組的同事本周發(fā)表在開放獲取期刊PLoS Biology上的研究現(xiàn)在表明，非快速眼動(dòng) (nonREM) 的深度人類的睡眠與一種基因的不同遺傳版本有關(guān)，該基因編碼與大腦中流體流動(dòng)有關(guān)的水通道。

最近的研究表明，睡眠可能會(huì)促進(jìn)腦脊液流入大腦，從而真正清除代謝廢物。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中，這個(gè)過程由稱為 AQP4 的水通道輔助;它們通過稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞的腦細(xì)胞的細(xì)胞膜形成透水孔。這些水通道在人腦中的作用以及它們是否與深度非快速眼動(dòng)睡眠(也稱為慢波睡眠)的調(diào)節(jié)有關(guān)，尚未得到檢驗(yàn)。

一組共同遺傳的遺傳變異稱為單倍型。一種這樣的單倍型(包含八個(gè)單獨(dú)的 DNA 變體)先前被證明可以調(diào)節(jié) AQP4 的水平。通過仔細(xì)研究 100 多個(gè)健康個(gè)體，作者發(fā)現(xiàn)慢波睡眠深度(可以通過分析睡眠期間記錄的腦電波來測量)在這種單倍型攜帶者和對(duì)照組之間存在差異。這種差異在夜間最明顯，此時(shí)我們對(duì)睡眠的需求最高。有趣的是，當(dāng)整整兩天保持清醒時(shí)，這兩個(gè)單倍型組的應(yīng)對(duì)方式也不同，這表明通過 AQP4 水通道的液體流量變化可能會(huì)改變我們應(yīng)對(duì)睡眠不足的方式。

由于 AQP4 單倍型內(nèi)的遺傳變異以前也與阿爾茨海默病的進(jìn)展有關(guān)，因此這項(xiàng)研究的結(jié)果可能表明睡眠驅(qū)動(dòng)的通過 AQP4 水通道的液體交換可能與阿爾茨海默病的進(jìn)展有關(guān)。為了探索阿爾茨海默氏病與 AQP4 水通道之間的可能關(guān)聯(lián)，需要進(jìn)一步研究。作者指出，“我們的結(jié)果更直接的意義在于提高了我們對(duì)睡眠重要性的理解”。換句話說，這是第一項(xiàng)表明 AQP4水的遺傳學(xué)渠道會(huì)影響深度睡眠的強(qiáng)度以及我們應(yīng)對(duì)失眠的方式。這些發(fā)現(xiàn)為當(dāng)前的理論提供了支持，即睡眠可能參與“大腦清除”的調(diào)節(jié)，因此突出了睡眠與人腦中液體流動(dòng)之間的聯(lián)系。

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