חלה התקדמות בהבהרת ויסות השינה והערות ברמת המעגל הנוירו. עם זאת, מסלולי האיתות התוך-תאיים המווסתים את השינה וקבוצות הנוירונים שבהן פועלים המנגנונים התוך-תאיים נותרים לא ידועים במידה רבה.
מחקר חדש של מדענים מה- אוניברסיטת צוקובה השתמש בגישה גנטית קדימה בעכברים וחשף מסלול איתות בתוך תאי מוח המווסת את אורך ועומק השינה.
במיוחד, הם בחנו מוטציות גנטיות בעכברים וכיצד אלו משפיעות על דפוסי השינה שלהם. לאחר מכן הם זיהו מוטציה שהובילה לעכברים לישון הרבה יותר זמן ועמוק יותר מהרגיל.
רמות נמוכות של האנזים היסטון דאצטילאז 4 (HDAC4), הידוע כמגביל את הביטוי של גני מטרה, התגלו כגורם לכך, מצאו המדענים.
מחבר בכיר של המחקר, פרופסור Hiromasa Funato, אמר, "התמקדנו בחלבון בשם קינאז 3 הניתן למלח, הידוע גם בשם SIK3, אשר מזרחן HDAC4. גילינו בעבר שלחלבון הזה יש השפעות חזקות על השינה".
המדענים גילו שהעכברים ישנו פחות כאשר SIK3 נעדר או כאשר HDAC4 השתנה כדי לעכב זרחן. העכברים ישנו יותר משמעותית כאשר הייתה להם צורה פעילה יותר של SIK3, שהגבירה את הזרחון של HDAC4. הם גם גילו חלבון נוסף, LKB1, אשר מזרחן SIK3, וכאשר חסר, יש לו השפעות דומות של מעכבי שינה.
מחבר שותף בכיר במחקר פרופסור מאסאשי יאנאגיסאווה אמר, "הממצאים שלנו מצביעים על נתיב איתות בפנים תאי מוח מ-LKB1 ל-SIK3 ולאחר מכן ל-HDAC4. מסלול זה מוביל לזרחון של HDAC4, אשר מקדם שינה, ככל הנראה משום שהוא משפיע על הביטוי של גנים מעודדי שינה".
מדענים ערכו מחקר נוסף כדי לקבוע אילו תאי מוח ברשתות אלו שולטים בשינה. זה הצריך לשנות את הריכוזים של SIK3 ו-HDAC4 בסוגים ובחלקים שונים של תאי מוח. הממצאים הראו כי איתות בהיפותלמוס שולט בכמות השינה העמוקה, ואיתות בתאי הקורטיקל שולט בעומק השינה. הנוירונים המעוררים, שיכולים לעורר אחרים נוירונים, נמצאו חיוניים בשני אזורי המוח.
תוצאות אלו מספקות תובנה חיונית כיצד מווסתת השינה, מה שעלול להוביל להבנה טובה יותר של הפרעות שינה, כמו גם לפיתוח של טיפולים חדשים.
עיון ביומן:
- Kim, SJ, Hotta-Hirashima, N., Asano, F. et al. איתות קינאז בנוירונים מעוררים מסדיר את כמות השינה ועומקה. טבע 612, 512–518 (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05450-1
