科学家们发现，下丘脑外侧的神经元在老年小鼠的睡眠不足中发挥了关键作用。
对许多老年人来说，一夜好眠是难以企及的。长期睡眠不佳的影响可能是深远的，包括认知功能的下降，对健康和总体幸福感的有害影响。
幸运的是，缓解可能就在眼前。由斯坦福大学医学院的研究人员领导的一项新研究表明，大脑的外侧下丘脑的神经元在老年小鼠的睡眠不足中发挥了关键作用。更具体地说，促进觉醒的下丘脑泌素神经元变得过度兴奋，导致睡眠中断。
这项研究的高级作者，精神病学和行为科学教授Luis de Lecea博士说，这一发现可能为人类年龄相关睡眠问题的新药物治疗铺平道路。
“与营养、锻炼和放松一起，睡眠是健康生活必不可少的第四大支柱，而睡眠中断与神经精神疾病密切相关，”Lecea说。
Shi-Bin Li博士是德莱西亚实验室的基础生命研究科学家，他是这项研究的主要作者，该研究发表在2月24日的《Science》杂志上。Li说:“我们的研究显示了随着年龄增长而分散睡眠的机制，并为改善睡眠提供了一种潜在的策略。”
斯坦福大学的研究人员比较了幼鼠(3- 5个月大)和成年鼠(18- 22个月大)的睡眠和清醒模式，发现老年鼠的下丘脑分泌素神经元明显缺失，而老年鼠的睡眠模式是支离破碎的。
两组小鼠都被植入了测量大脑和肌肉活动的电极，以监测它们的清醒和睡眠状态，包括非快速眼动(NREM)，即深度放松的睡眠;以及快速眼动睡眠，此时会产生生动的梦。科学家们确定，老年小鼠的NREM睡眠的平均长度明显缩短。和人类一样，随着年龄的增长，小鼠的睡眠也会受到更多干扰。
  •   老年小鼠的过度兴奋神经元
为了理解为什么年老的小鼠休息时间更少，神经科学家们评估了下丘脑泌素神经元。下丘脑泌素神经元可以产生促进和稳定觉醒和清醒的神经肽。利用光纤光度法(一种监测神经元活动的技术)，研究人员发现，老年小鼠大脑中的下丘脑泌素神经元更加活跃，或过度兴奋，从而扰乱了睡眠的连续性。
研究人员分析了年轻和老年小鼠的脑组织后发现，老年小鼠的下丘脑泌素神经元比年轻小鼠少了近38%。
  • 睡眠中断与神经精神障碍密切相关。
利用斯坦福大学开发的光遗传学技术，科学家们发现，年长鼠体内剩余的下丘脑泌素神经元更容易被激活，以诱导和保持清醒状态。
“老年下丘脑泌素神经元的制动系统出了问题，使它们更容易更频繁地发出信号，扰乱睡眠，”Li说，并解释说老年下丘脑泌素神经元显示出受损的复极化电流。“这种电流由被称为KCNQ2/3的通道介导，调节神经元活动，有助于提高睡眠稳定性。”
神经科学家接下来转向了分子方法，并确定选择性地破坏KCNQ2/3通道可以使幼鼠的睡眠不稳定。他们还发现，一种激活通道的药物氟吡汀，可以防止下丘脑泌素神经元变得过度活跃，从而使小鼠能够休息。
Lecea说，通过这种靶向药理学调节睡眠模式的能力，可能会导致针对与年龄相关的睡眠障碍患者的新药物治疗的开发。这种潜在的疗法也将提供一种替代传统上用于治疗失眠的药物——催眠药的方法。
这项研究的结果支持了一种假说，即随着年龄的增长，唤醒回路，尤其是老年人的下丘脑泌素系统更容易被激活。年龄在65岁到74岁之间的男性和女性中，约有一半的人在夜间会经历一次又一次的失眠。与此同时，据估计，40%-70%的老年人有慢性睡眠问题。研究表明，即使在控制了年龄、性别和其他健康问题后，健康的老年人如果没有睡好觉，死亡率也会更高。
  • 睡眠剥夺的影响
鉴于睡眠剥夺会影响人们集中精力、保持和恢复记忆的能力，了解其机制是改善老年人健康和福祉的关键一步。研究发现，睡眠中断会导致认知能力下降、摔倒、日间困倦、阿尔茨海默氏症以及一系列神经系统疾病和心血管疾病。根据研究，睡眠中断和相关的健康问题也是老年人入院的主要原因。
Lecea说:“目前，老年人的睡眠问题是用药物治疗的，这些药物会使他们昏昏欲睡，而它们的效果可能会产生更多的问题。我们的研究结果表明，氟吡汀，一种非阿片类止痛药，可以被优化并用于治疗老年人的失眠和睡眠碎片。”
参考来源：
Li SB, Damonte VM, Chen C, Wang GX, Kebschull JM, Yamaguchi H, Bian WJ, Purmann C, Pattni R, Urban AE, Mourrain P, Kauer JA, Scherrer G, de Lecea L. Hyperexcitable arousal circuits drive sleep instability during aging. Science. 2022 Feb 25;375(6583):eabh3021. doi: 10.1126/science.abh3021. Epub 2022 Feb 25. PMID: 35201886.
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