脊椎動物大腦中的許多化學(xué)相互作用，可保持一張自然的睡眠時間表，科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)了其中一個參與因子——一種稱為神經(jīng)介肽U（Nmu）的神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)。他們在斑馬魚和人類中分析了這個蛋白質(zhì)，發(fā)現(xiàn)該蛋白可刺激清醒，特別是在早上。這項研究于2016年2月17日發(fā)表于《Neuron》雜志。

本文資深作者、加州理工學(xué)院的睡眠生物學(xué)家David Prober指出：“我們發(fā)現(xiàn)，這個基因參與促進(jìn)覺醒和抑制睡眠，只有極少數(shù)的基因已被證明能做到這一點(diǎn)。”Prober和他的同事在一項大規(guī)模篩查項目中發(fā)現(xiàn)了這個基因的功能。

幾十年來，科學(xué)家們一直在研究睡眠的基礎(chǔ)，但是，許多影響睡眠/喚醒周期的基因和蛋白質(zhì)，是科學(xué)家們偶然發(fā)現(xiàn)的。這些發(fā)現(xiàn)還不能告訴我們整個故事，所以，為了揭示該系統(tǒng)中的新部分，Prober和他的合作者Jason Rihel、Alex Schier轉(zhuǎn)向斑馬魚，睡眠相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)在它們與人類之間是相似的。

研究人員在在斑馬魚的幼蟲中，過度表達(dá)了一千個不同的人類基因，每次一個，以探究它們對睡眠/覺醒周期的影響。斑馬魚被設(shè)計為，當(dāng)放在37攝氏度的溫水中時，會增加它們?nèi)祟惢虻谋磉_(dá)，這使得研究小組能夠在任何一個點(diǎn)上打開基因，并追蹤動物睡眠模式的變化。

當(dāng)Prober和他的同事打開Nmu基因的人類版本時，斑馬魚成變得更活躍。然后研究人員過度表達(dá)了Nmu的斑馬魚版本，這也導(dǎo)致了極度活躍和失眠。Prober說：“在我們打開該基因表達(dá)之后的晚上，動物幾乎不睡覺。”

另一方面，當(dāng)研究小組突變斑馬魚的Nmu基因，以使魚不能表達(dá)該蛋白時，仔魚在白天不太活躍。成年突變魚也行動遲緩，特別是在黎明時，這個時間它們通常會活躍和警覺。Prober說：“這表明，Nmu對于促進(jìn)從夜間睡眠到白天清醒的過渡，顯得尤為重要。你可以認(rèn)為Nmu是大自然的鬧鐘，有助于讓你早上醒來。”

以前一些針對Nmu的研究發(fā)現(xiàn)，它還影響嚙齒類動物的活動程度，但其作用機(jī)制尚不清楚。研究人員發(fā)現(xiàn)，Nmu可能通過激活腦干中表達(dá)一個基因（稱為促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素，crh）的神經(jīng)元，而促進(jìn)斑馬魚的覺醒。Prober指出，這項研究可以為人類失眠研究帶來新的見解。

他說：“慢性失眠的基礎(chǔ)，很大程度上是未知的。很有可能，Nmu通路的極度活躍，可能是這種情況的基礎(chǔ)，但是未來還需要開展人類研究，來檢驗這個想法。”

對于睡眠基礎(chǔ)的研究，已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。2014年12月，國際頂尖精神病學(xué)雜志《分子精神病學(xué)》（Molecular Psychiatry）發(fā)表的一項新研究表明，你每晚睡多長時間在一定程度上可能取決于你的基因。從而幫助我們更好地了解睡眠障礙以及與其他重要疾病之間的關(guān)系(Mol Psych：睡眠質(zhì)量取決于你的基因？)。去年8月份，美國西北大學(xué)晝夜節(jié)律研究專家Ravi Allada博士帶領(lǐng)的神經(jīng)科學(xué)家小組，發(fā)現(xiàn)了“動物的生物鐘如何在早上叫醒它，而在夜間使其入睡”。這項研究結(jié)果發(fā)表在八月十三日的國際頂級雜志《Cell》。