มีความก้าวหน้าในการชี้แจงการควบคุมการนอนหลับและความตื่นตัวในระดับระบบประสาท อย่างไรก็ตาม เส้นทางการส่งสัญญาณภายในเซลล์ที่ควบคุมการนอนหลับและกลุ่มเซลล์ประสาทที่กลไกภายในเซลล์ทำงานยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด
การศึกษาใหม่โดยนักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัย Tsukuba ใช้วิธีการส่งต่อพันธุกรรมในหนู และเผยให้เห็นเส้นทางการส่งสัญญาณภายในเซลล์สมองที่ควบคุมความยาวและความลึกของการนอนหลับ
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาตรวจสอบการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในหนู และผลกระทบต่อรูปแบบการนอนหลับของพวกมันอย่างไร จากนั้นพวกเขาก็ระบุการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่หนู นอนหลับนานขึ้นมาก และล้ำลึกกว่าปกติ
นักวิทยาศาสตร์พบว่าระดับเอนไซม์ฮิสโตน ดีอะเซติเลส 4 (HDAC4) ในระดับต่ำ ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าจำกัดการแสดงออกของยีนเป้าหมาย ถูกค้นพบว่าเป็นสาเหตุของสิ่งนี้
ศาสตราจารย์ฮิโรมาสะ ฟูนาโตะ ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาวิจัยกล่าวว่า “เรามุ่งเน้นไปที่โปรตีนที่เรียกว่าไคเนสที่เหนี่ยวนำให้เกิดเกลือ 3 หรือที่รู้จักกันในชื่อ SIK3 ซึ่งมีฟอสโฟรีเลท HDAC4 ก่อนหน้านี้เราพบว่าโปรตีนนี้มีผลอย่างมากต่อการนอนหลับ”
นักวิทยาศาสตร์พบว่าหนูนอนหลับน้อยลงเมื่อไม่มี SIK3 หรือเมื่อ HDAC4 ถูกเปลี่ยนแปลงเพื่อยับยั้งฟอสโฟรีเลชั่น หนูจะนอนหลับได้มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมี SIK3 ในรูปแบบที่ออกฤทธิ์มากขึ้น ซึ่งเพิ่มระดับฟอสโฟรีเลชั่นของ HDAC4 พวกเขายังได้ค้นพบโปรตีนอีกชนิดหนึ่งคือ LKB1 ซึ่งมีฟอสโฟรีเลท SIK3 และเมื่อขาดไปก็จะมีผลในการยับยั้งการนอนหลับที่เทียบเคียงได้
ศาสตราจารย์มาซาชิ ยานากิซาวะ ผู้เขียนร่วมอาวุโสด้านการศึกษากล่าวว่า “การค้นพบของเราบ่งชี้ถึงเส้นทางการส่งสัญญาณภายใน เซลล์สมอง จาก LKB1 ถึง SIK3 จากนั้นเป็น HDAC4 วิถีทางนี้นำไปสู่ฟอสโฟรีเลชั่นของ HDAC4 ซึ่งส่งเสริมการนอนหลับ ส่วนใหญ่อาจเป็นเพราะมันส่งผลต่อการแสดงออกของ ยีนส่งเสริมการนอนหลับ".
นักวิทยาศาสตร์ทำการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อพิจารณาว่าเซลล์สมองใดในเครือข่ายเหล่านี้ควบคุมการนอนหลับ สิ่งนี้จำเป็นต้องเปลี่ยนความเข้มข้นของ SIK3 และ HDAC4 ในเซลล์สมองประเภทและส่วนต่างๆ ผลการวิจัยพบว่าการส่งสัญญาณในไฮโปทาลามัสควบคุมปริมาณการนอนหลับลึก และการส่งสัญญาณในเซลล์เยื่อหุ้มสมองควบคุมความลึกของการนอนหลับ เซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นซึ่งสามารถกระตุ้นอื่นๆ เซลล์ประสาทพบว่ามีความสำคัญในสมองทั้งสองส่วน
ผลลัพธ์เหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการควบคุมการนอนหลับ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับความผิดปกติของการนอนหลับ รวมถึงการพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ๆ
การอ้างอิงวารสาร:
- Kim, SJ, Hotta-Hirashima, N. , Asano, F. และคณะ การส่งสัญญาณไคเนสในเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นจะควบคุมปริมาณและความลึกของการนอนหลับ ธรรมชาติ 612, 512–518 (2022). ดอย: 10.1038/s41586-022-05450-1
