Fos蛋白與睡眠內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、第一部分:
　　腦內(nèi)存在的睡眠和覺(jué)醒調(diào)節(jié)系統(tǒng)，分別由眾多的神經(jīng)核團(tuán)和遞質(zhì)組成，彼此間形成相互作用、相互制約的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)睡眠覺(jué)醒的發(fā)生與維持，受晝夜節(jié)律和機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。關(guān)于睡眠內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)控的機(jī)制以及參與內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)控的核團(tuán)、腦區(qū)，我們還知之甚少。本研究采用Sprague-Dawley大鼠，采取開(kāi)始于不同時(shí)間點(diǎn)的完全睡眠剝奪以及奪眠后的睡眠反彈，利用高度自動(dòng)化的睡眠覺(jué)醒生物解析系統(tǒng)，結(jié)合免疫組織化學(xué)染色方法，觀察不同睡眠張力條件

2、下c-Fos蛋白表達(dá)的差異，探討睡眠內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制；flip-flop睡眠覺(jué)醒調(diào)控機(jī)制在睡眠內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)控中的作用；發(fā)現(xiàn)參與這一機(jī)制的調(diào)控腦區(qū)或核團(tuán)。
　　研究結(jié)果：
　　前相奪眠（時(shí)間為7:00-13:00）對(duì)睡眠反彈期睡眠．覺(jué)醒結(jié)構(gòu)的影響主要為：非快動(dòng)眼睡眠(NREM睡眠)強(qiáng)度增加，在1.5-3H頻率段，Delta波活動(dòng)增強(qiáng)；NREM睡眠向Wake的轉(zhuǎn)換次數(shù)由基礎(chǔ)狀態(tài)下的26次減少到16次，而Wake向NREM睡眠的轉(zhuǎn)換次數(shù)

3、也由基礎(chǔ)狀態(tài)下的37次減少到23次；短時(shí)程的NREM睡眠數(shù)量減少，尤其是持續(xù)時(shí)間為32-64sec的NREM睡眠數(shù)量減少到原來(lái)的38％，持續(xù)時(shí)間為64-128sec的NREM睡眠數(shù)量減少到原來(lái)的33％，而長(zhǎng)時(shí)程的NREM睡眠，特別是持續(xù)時(shí)間為1024-2048sec的NREM睡眠數(shù)量則顯著增加，為基礎(chǔ)狀態(tài)下的9倍。與前相奪眠的影響不同，后相奪眠（時(shí)間為13:00-19:00）睡眠反彈期的睡眠．覺(jué)醒結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為：Wake量減少同時(shí)伴有N

4、REM睡眠量的增加，由30min/2h增加到60min/2h；睡眠轉(zhuǎn)換次數(shù)雖增加，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；NREM睡眠時(shí)程的變化主要為，持續(xù)時(shí)間為512-1024sec長(zhǎng)時(shí)程的NREM睡眠數(shù)量增加到基礎(chǔ)狀態(tài)下的3.5倍。
　　免疫組化染色結(jié)果顯示：前、后相睡眠剝奪，分別經(jīng)過(guò)2h睡眠反彈，腹外側(cè)視前區(qū)核心部(VLPO cluster)的c-Fos的陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量分別增加到睡眠剝奪結(jié)束時(shí)的2.6和2.5倍；視前正中核(MnPO)的c-Fo

5、s陽(yáng)性神經(jīng)元的表達(dá)數(shù)量增加到奪眠后的1.1和1.5倍；結(jié)節(jié)乳頭體核腹側(cè)部(VTM)c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量分別減少至奪眠后的27％和51％;而結(jié)節(jié)乳頭體核背側(cè)部(DTM)前相睡眠反彈期，c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量減少至奪眠后的24％;前相睡眠反彈，藍(lán)斑核(LC)的c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量減少至奪眠后的28％;前、后相的睡眠反彈，背側(cè)中縫核(DRN)的c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元的表達(dá)數(shù)量減少到奪眠后的52％和44％。同時(shí)，睡眠反彈也使c-Fos蛋

6、白在梨狀皮層(Piriform)與扣帶回皮層(Cingulate)的表達(dá)增加，前者前相睡眠反彈期增加到奪眠后的2倍，后者前、后相的睡眠反彈分別增加至奪眠后的1.5和1.6倍。對(duì)于快動(dòng)眼睡眠（REM睡眠）調(diào)控區(qū)域的影響主要表現(xiàn)為：前、后相的睡眠反彈分別使腹外側(cè)導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)(vlPAG)、外側(cè)腦橋被蓋(LPT)c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量減少至前相奪眠結(jié)束時(shí)的80％和52％;，前相的睡眠反彈，被蓋背外側(cè)核(LDTg)的c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量

7、減少至奪眠結(jié)束時(shí)的65％，而腦橋腳被外側(cè)(PPT)，前、后相的睡眠反彈使c-Fos陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量分別減少至奪眠結(jié)束時(shí)的73％和75％。
　　結(jié)果表明：VLPO cluster與NREM睡眠的調(diào)控關(guān)系更為密切；VLPO、MnPO的神經(jīng)元活性在睡眠量增加、睡眠強(qiáng)度加深時(shí)達(dá)到最強(qiáng)，而不是在睡眠張力增加時(shí)達(dá)到最高值；VLPOcluster的神經(jīng)元活性的增強(qiáng)，使TMN區(qū)的覺(jué)醒相關(guān)神經(jīng)元受到抑制，從而保證了睡眠的順利進(jìn)行；梨狀皮層與扣帶回皮層

8、區(qū)域也參與了睡眠內(nèi)穩(wěn)態(tài)的調(diào)控過(guò)程；由于REM-on、REM-off區(qū)域神經(jīng)元在奪眠后的睡眠反彈期活性均降低，因此睡眠反彈期REM睡眠的量、REM睡眠的強(qiáng)度均無(wú)顯著變化。
　　第二部分:
　　腦波(EEG)解析是睡眠學(xué)研究中的重要手段，EEG解析過(guò)程中的一大不便是腦波的解析需耗費(fèi)大量的時(shí)間。EEG解析過(guò)程中很容易被忽視的但卻是非常重要的一個(gè)問(wèn)題是epoch長(zhǎng)度的設(shè)置。本研究旨在發(fā)現(xiàn)EEG解析過(guò)程中，既能夠準(zhǔn)確反映實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的睡眠

9、．覺(jué)醒狀態(tài)，又能為睡眠研究者節(jié)約時(shí)間的最佳的Epoch長(zhǎng)度的設(shè)置。我們選取了常用的大鼠、小鼠EEG腦波作為分析對(duì)象，分別以4，8，10，20，以及30秒的epoch長(zhǎng)度加以解析，并用睡眠學(xué)常用衡量指標(biāo)：睡眠-覺(jué)醒的量、睡眠一覺(jué)醒狀態(tài)持續(xù)時(shí)間、睡眠．覺(jué)醒狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)以及睡眠深度對(duì)分析結(jié)果加以評(píng)價(jià)，以求發(fā)現(xiàn)最佳epoch的設(shè)置。
　　研究結(jié)果：
　　在以睡眠覺(jué)醒量、REM及NREM睡眠的深度對(duì)睡眠進(jìn)行衡量時(shí)，epoch設(shè)置為4，

10、8，10，20，以及30秒對(duì)分析結(jié)果沒(méi)有影響。但是，如果睡眠研究中的衡量指標(biāo)是睡眠覺(jué)醒狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)和睡眠覺(jué)醒狀態(tài)持續(xù)時(shí)間時(shí)，則以較短的epoch長(zhǎng)度分析腦波后，將獲得較多睡眠覺(jué)醒狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)，同時(shí)也將得到較短的睡眠覺(jué)醒狀態(tài)持續(xù)時(shí)間。因此，epoch長(zhǎng)度的設(shè)置取決于實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃琛Ｈ绻哐芯克柩芯繉?duì)象為睡眠覺(jué)醒的量以及REM及NREM睡眠的深度，則以epoch為30秒來(lái)對(duì)EEG進(jìn)行解析，這樣可以節(jié)約大量時(shí)間，同時(shí)也可達(dá)到以其他較短時(shí)間e