中药代谢组学自然杂志
自然短睡是指在没有外界压力和药物的情况下，平均睡眠时间少于6.5小时，没有可察觉的、有意识的不良生理反应的睡眠习惯。为什么这些人可以少睡不困？是什么赋予了他们这种令人羡慕嫉妒恨的能力？
2020年6月5438+10月65438+5月，美国加州大学旧金山分校的傅和路易·J·帕塔？Ek作为* * *(Cell magazine)的通讯记者，发表了一篇题为:代谢型谷氨酸受体1的突变有助于自然短睡眠特质的研究论文。
这项研究在导致自然短睡眠的同一基因——代谢型谷氨酸受体1 (GRM1)中发现了两种不同的突变。更重要的是，携带这种基因突变的人类和小鼠都表现出短睡眠行为，脑切片显示，这两种突变都改变了大脑的神经特征，增加了兴奋性突触传递，导致了短睡眠表型。
众所周知，对于大多数成年人来说，每天7-8小时的睡眠是保持身心健康所必需的，但对于自然短睡眠者(NSSs)来说，每天4-6小时的睡眠就足够了，不会对健康产生任何明显的负面影响。
睡眠的调节机制是一个非常复杂的过程，这是不争的事实。因此，为了理解导致自然短睡眠者和正常睡眠者之间这种差异的机制，傅和路易·塔？ek ***领导的研究小组一直在寻找导致短睡眠行为的基因变异。
在这项研究中，研究人员报告说，在两个不相关的自然短睡眠(FNSS)家族中发现了GRM1基因两个不同位点的突变，这些突变编码代谢型谷氨酸受体-MGLURS，这种受体通常以二聚体的形式存在于细胞膜中。
先前的研究表明，mGluR1/5参与广泛的生理过程，并与睡眠调节有关。更重要的是，mGluR5基因敲除小鼠表现出严重的睡眠-觉醒稳态紊乱。然而，尽管有这些相关的研究，没有直接的证据表明mGluR1在睡眠调节中起作用。
值得注意的是，谷氨酸是一种兴奋性神经递质，但在大多数情况下，代谢型谷氨酸受体的激活会下调离子型谷氨酸受体的活性。因此，如果GRM1突变导致受体功能障碍，谷氨酸介导的兴奋性突触传递应该在表达该基因的神经元中上调。
对此，研究团队首先通过一系列体外实验证实，这两种突变都表现出受体介导的信号转导功能的丧失，这表明GRM1突变确实可以影响相关神经元的兴奋性突触传递。
然后，研究团队通过CRISPR基因编辑技术建立了GRM1突变小鼠模型，记录并分析了这些小鼠的睡眠状态。他们发现GRM1突变会导致睡眠持续时间的变化——GRM 1突变小鼠比正常小鼠睡眠时间短约半小时。
此外，在相关的电生理实验中，研究人员在GRM1突变小鼠模型的脑切片中观察到谷氨酸介导的兴奋性突触传递上调，再次证实了GRM1突变导致受体功能下降。换句话说，这两种突变改变了大脑的神经特征，增加了兴奋性突触传递。
事实上，傅教授等人之前也有过类似的发现——无论是1还是NPSR1突变体都可以增加细胞的兴奋性，提示了短睡眠基因突变通过上调神经元的兴奋性来延长清醒时间的可能性。
可惜的是，研究团队对比了之前发现的短睡眠基因——ADRB 1和NPSR1，这两个基因的小鼠模型睡眠时间缩短了1个小时左右。所以和他们相比，GRM1突变导致的短睡眠表型略弱。
基于此，作者提出可能是其他遗传因素可以配合GRM1突变来改变所需的睡眠时长。未来，他们将通过构建多种突变的小鼠模型来揭示这种可能性。
总之，这项研究表明GRM1是另一个短睡眠基因，有这种基因突变的人和小鼠会表现出更短的睡眠时长。同时，该研究还强调了代谢型谷氨酸受体-MGLURS在调节人类睡眠中的重要作用。
纸质链接:
https://doi . org/10.1016/j . cub . 2020 . 09 . 071