期刊信息
主办:中国动物学会;中国科学院动物研究所
主管:中国科学院
ISSN:0250-3263
CN:11-1830/Q
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.467105
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(1992版);北大核心期刊(1996版);北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);农业与生物科学研究中心文摘;化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:生物学
期刊热词:
研究报告
嗜睡你可能得了嗜睡症(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】几个星期后,得克萨斯州立大学的柳泽正志(Masashi Yanagisawa)牵头的一个研究小组独立描述了完全相同的肽段,称其为“食欲肽”,并加入其受体的结构。
几个星期后,得克萨斯州立大学的柳泽正志(Masashi Yanagisawa)牵头的一个研究小组独立描述了完全相同的肽段,称其为“食欲肽”,并加入其受体的结构。他们推测这些蛋白质与其受体的相互作用可能与调节摄食行为有关。柳泽正志后来说:“我们甚至根本没有想过睡眠的问题。”
回到斯坦福大学以后,米格诺听说了这两篇论文,但没有理由想象这个新的途径与嗜睡发作或睡眠有关。然而,到了1999年的春天,他和他的研究小组发现隐性突变必须在两个基因中的一个里面,其一表示在包皮上。米格诺说:“看起来不像嗜睡症的候选基因。”在另一个基因上花的钱很值得,因为这个基因对两个食欲肽受体之一编码。当他听说柳泽设计了一个缺乏食欲肽的嗜睡鼠时,这场比赛就开始了。
几周之内,米格诺和他的团队就向《细胞》杂志提交了一篇论文,揭示了编码食欲肽受体之一的基因缺陷。他们写道:“这一结果将下丘脑分泌素(食欲肽)确定为主要的睡眠调节神经递质,并为睡眠障碍患者开辟新的潜在疗法。”这期杂志的封面上卧着一只杜宾犬,名叫卡尔鲁阿(这个名字的意思是“咖啡酒”,杜宾犬常常以饮料取名),是一窝杜宾犬中的一只。柳泽及其同事两个星期之后也在《细胞》杂志上添加了他们的实验证据。
在正常情况下,化学信息素及其受体的作用很像钥匙和锁。一把钥匙(信使)适合一把锁(它的接收器),可以打开一扇门(导致目标细胞内的变化)。就米格诺的杜宾犬而言,大规模的突变已经有效地阻塞了食欲肽受体的锁定,使得食欲肽无用。
无论是在这种情况下失效的锁,还是在柳泽的老鼠身上失踪的钥匙,结果都是一样的:门都打不开,食欲肽系统被打破。在人类嗜睡发作时,有许多方法可以打破食欲肽系统。偶尔,脑肿瘤或头部创伤足以造成损害。然而,在大多数情况下,嗜睡症是由上面列出的一系列不幸事件引起的。
食欲肽神经元是一笔非常大的买卖。它存在于脊椎动物的每个大类中,起的作用一定是很重要的。莱赛亚1998年首次描述这种食欲肽时才20多岁,刚从西班牙的巴塞罗那来到圣地亚哥。2006年,他从圣地亚哥搬到了斯坦福,想离这个睡眠行动近一些。他说:“说实话,我认为,在那一点上,我当初要比现在更了解这个系统。”
但是我们发现了很多,这都多亏了莱赛亚帮助开创的光遗传学技术,通过部署病毒、启动子和在蓝绿藻中发现的基因,有可能使特定的神经元群体对光敏感。
光遗传学技术的介入
为了说明这个魔法,莱赛亚在他的笔记本电脑上播放了一段视频:笼子里关着一只老鼠,一根细纤维光缆插入它的大脑,让它的食欲神经元会被光激发。他说:“老鼠睡着了。”深度睡眠时,电波活动的特点是在屏幕顶端的一个嵌入式视频中盘旋。光纤活跃起来,蓝光脉冲正好闪烁10秒。光敏食欲肽神经元释放神经肽,突然,小鼠醒来。当光线熄灭时,它就像突然苏醒时那样又快速入睡。
揭示食欲肽的威力还有比这更好的说明。完全出乎意料的是,我感觉到我的泪管刺痛,这一瞬间我几乎嫉妒起老鼠来。
莱赛亚使用光遗传学和其他方法已经能够证明食欲肽对许多重要的神经网络有很大的影响。在有些情况下,它们像神经递质一样,穿过神经元中的间隙来激活靶神经元,在整个大脑皮层释放称为去甲肾上腺素的化学物质。
在其他情况下,食欲肽更像激素,在大脑中更远的地方工作。这就是食欲肽影响大脑中的其他化学物质,包括多巴胺(主管奖赏、计划和动机)、5-羟色胺(与情绪密切相关并牵连抑郁症)和组胺(一种重要的警示信号)的途径。
莱赛亚说:“在大多数其他的神经网络中,都有平行和多层次的安全性。”所以,如果某个成分不能正常工作,就会有系统介入并解决问题。然而,就食欲肽而言,似乎根本没有备份,即使有也很少。所以,操纵这个系统会产生科学家需要的那种明确的反应。莱赛亚说:“这是更广泛地理解神经网络的一个精彩模型。”
我们现在对食欲肽的了解也有助于解释为什么区区数万个细胞的损失会导致像嗜睡症这样的症状多发性疾病(这种疾病会与苏醒和入睡、体温、代谢、摄食、动机和情绪混淆在一起)。这些蛋白质能够让我们更深入地了解人类大脑的运行机理。
所有这一切使得这个食欲肽的故事听起来像双螺旋的故事,它完美地描述了一个科学发现的典型过程,有一个潜在的难题(嗜睡发作)、源起故事(莫尼克)、远见(迪蒙特)、野心(米格诺)、技术开发(遗传学)、发光动物(杜宾犬)、种族(柳泽正志),看起来像科学(光遗传学),而且还有一个更高的追求(睡眠和大脑)。
文章来源:《动物学杂志》 网址: http://www.dwxzzzz.cn/qikandaodu/2021/0315/524.html
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