Det er gjort fremskritt i å klargjøre søvn- og våkenhetsregulering på nevrokretsnivå. Imidlertid forblir de intracellulære signalveiene som regulerer søvn og nevrongruppene der disse intracellulære mekanismene fungerer stort sett ukjente.
En ny studie av forskere fra University of Tsukuba brukte en fremadrettet genetikk-tilnærming hos mus og avslørte en signalvei i hjerneceller som regulerer lengden og dybden på søvnen.
Spesielt undersøkte de genetiske mutasjoner hos mus og hvordan disse påvirker søvnmønsteret deres. De identifiserte deretter en mutasjon som førte til musene sover mye lenger og dypere enn vanlig.
Lave nivåer av enzymet histon deacetylase 4 (HDAC4), som er kjent for å begrense uttrykket av målgener, ble oppdaget å være årsaken til dette, fant forskerne.
Seniorforfatter av studien, professor Hiromasa Funato, sa: "Vi fokuserte på et protein kalt salt-induserbar kinase 3, ellers kjent som SIK3, som fosforylerer HDAC4. Vi har tidligere funnet ut at dette proteinet har sterke effekter på søvn.»
Forskerne fant at musene sov mindre når SIK3 var fraværende eller når HDAC4 ble endret for å hemme fosforylering. Musene sov betydelig mer når de hadde en mer aktiv form for SIK3, som økte fosforyleringen av HDAC4. De oppdaget også et annet protein, LKB1, som fosforylerer SIK3 og, når det mangler, har sammenlignbare søvnhemmende effekter.
Studiens co-senior forfatter professor Masashi Yanagisawa sa, "Funnene våre indikerer en signalvei innenfor hjerneceller fra LKB1 til SIK3 og deretter til HDAC4. Denne veien fører til fosforylering av HDAC4, som fremmer søvn, mest sannsynlig fordi det påvirker uttrykket av søvnfremmende gener».
Forskere gjorde videre forskning for å finne ut hvilke hjerneceller i disse nettverkene som kontrollerer søvnen. Dette krevde endring av konsentrasjonene av SIK3 og HDAC4 i ulike hjernecelletyper og deler. Funnene viste at signalering i hypothalamus styrer mengden dyp søvn, og signalering i kortikale celler styrer søvndybden. De eksitatoriske nevronene, som kan stimulere andre nevroner, ble funnet å være avgjørende i begge hjerneregionene.
Disse resultatene gir en essensiell innsikt i hvordan søvn reguleres, noe som potensielt kan føre til en større forståelse av søvnforstyrrelser samt utvikling av nye behandlinger.
Tidsreferanse:
- Kim, SJ, Hotta-Hirashima, N., Asano, F. et al. Kinasesignalering i eksitatoriske nevroner regulerer søvnmengde og dybde. Natur 612, 512–518 (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41586-022-05450-1
