Сон до сих пор остается одним из самых малоизученных процессов в нашем организме – как с точки зрения его функций, так и с точки зрения описания самих механизмов сна.
Давно известно, что сон млекопитающих делится на несколько фаз, которые объединяются в сон с быстрыми движениями глаз («быстрый сон», REM) и сон без таковых (NREM). Уже понятно, что важнейшие регуляторы сна находятся в гипоталамусе и стволе мозга, однако точный механизм их работы понятен не полностью. Новая работа японских исследователей из Университета Цукубы, опубликованная в Current Biology, показала, что у мышей в стволе мозга NREM-сон регулирует сеть нейронов, продуцирующих пептид нейротензин.
Предыдущие работы (раз и два) показали, что сублатеродорсальное ядро покрышки (SubLDT) регулирует как REM, так и NREM-сон. Поэтому исследователи нацелились на него для того, чтобы выяснить регуляторов NREM-сна и обнаружило подмножество нейротензиновых нейронов, способствующих этой фазе сна.
«С помощью микроматричного анализа мы измерили уровни экспрессии нескольких генов на мышином субстрате, – говорит Юй Хаяси, один из авторов исследования. – Подмножество нейронов SubLDT имело высокую, избирательную экспрессию гена Nts, который кодирует нейропептид нейротензин. Искусственная активация этих SubLDT нейронов способствовала сну NREM, что подтвердило роль Nts-экспрессирующих нейронов в сне NREM».
Нейроны, способствующие сну NREM, были также обнаружены в трех других структурах ствола головного мозга, роль которых в регуляции сна была неизвестна (дорсальное глубокое ядро среднего мозга, околоводопроводное серое вещество и медиальное вестибулярное ядро). Нейроны в этих областях также экспрессируют нейротензин. Кроме того, прямое введение нейротензина само по себе индуцировало NREM-подобную активность мозга.
«Наши результаты не только дают представление об участии ствола головного мозга в стимулировании NREM-сна, но и подчеркивают ключевую роль нейротензина, – говорит Мицуаки Кашиваги, первый автор статьи. – Будет интересно посмотреть, способствуют ли нейроны, экспрессирующие нейротензин, координации между сном и другими известными функциями нейротензиновой сигнализации, такими как боль и метаболизм. Реакция нейротензин-экспрессирующих нейронов также различалась в зависимости от времени суток, поэтому следует изучить влияние циркадного ритма на эти нейроны».
Авторы считают, что в более широком смысле их результаты могли бы рассказать нам кое-что об эволюции сложной архитектуры сна млекопитающих. В новых работах авторы планируют узнать, присутствуют ли подобные нейроны, экспрессирующие нейротензин у позвоночных животных, которые не испытывают NREM и REM-фазы сна.
Текст: Алексей Паевский