昏昏欲睡的蠕虫增强了我们对睡眠的理解

睡个好觉需要大约八个小时的幸福不动—一种近乎瘫痪的状态，尽管晚上会受到欢迎，但白天却不方便。在《细胞报告》上发表的最新论文中，洛克菲勒大学的科学家为唤醒，活跃状态和睡眠静止之间的过渡提供了新的思路。

通过在the虫秀丽隐杆线虫中进行的一系列实验，研究人员表明，神经胶质细胞在确保蠕虫不会突然屈服于与睡眠相关的固定性方面起着意想不到的作用。这是神经胶质细胞不断增加的功能中的最新功能。神经胶质细胞曾经被认为仅充当神经元的支架，但它们本身已成为复杂的生物角色。

该研究可能为人类胶质细胞的功能提供新的见解，并揭示睡眠与运动之间的细微关系。在秀丽隐杆线虫中，一种称为CEPsh胶质细胞的神经胶质细胞围绕着大脑蠕虫版本的神经元，并且已知它包裹着突触，即神经元之间的连接。洛克菲勒大学理查德·所罗门家族教授，研究助理梅纳赫姆·卡兹(Menachem Katz)的赛伊·沙汉姆(Shai Shaham)对CEPsh细胞产生了兴趣，因为它们似乎与星形胶质细胞，某些科学家怀疑星形胶质细胞具有许多功能，以调节人类和其他脊椎动物的睡眠。

为了更好地了解CEPsh胶质细胞的功能，研究小组开发了缺少这些细胞的线虫线虫，然后监测了微小蠕虫的运动。科学家们注意到，通常情况下，这些动物一次突然停下来几秒钟到几分钟，这是这种蠕虫的不寻常行为。

“当他们寻找食物时，我们可以整天观察线虫，我们很少看到它们停下来。缺少CEPsh胶质细胞的蠕虫是异常的-它们看上去是令人怀疑的，” Katz说。

研究人员还发现，在发生与蜕皮有关的类似睡眠状态的无情夜蛾中，没有CEPsh胶质的线虫会早早地异常入睡，并且睡眠时间长于正常水平。总体而言，缺乏CEPsh胶质的蠕虫似乎具有增加的睡眠倾向。

沙汉姆说：“他们就像青少年一样。”

科学家们还注意到，经过修饰的蠕虫在幼虫阶段的成熟速度要比对照蠕虫慢。他们对这一结果感到惊讶，这表明健康的发展部分取决于健康的睡眠方式。

昏昏欲睡的突触

接下来，研究小组检查了突触被CEPsh胶质细胞覆盖的神经元。具体来说，他们研究了参与睡眠的神经元ALA和控制运动的神经元AVE之间的联系。他们发现这种突触具有抑制作用，这意味着当ALA处于活动状态时，AVE无法完成其工作。

卡兹(Katz)和沙汉姆(Shaham)认为，ALA是蠕虫明显嗜睡的原因。当他们去除缺少CEPsh细胞的秀丽隐杆线虫中的ALA神经元时，这些蠕虫不再表现出先前试验中出现的奇怪行为：运动，睡眠和发育恢复正常。

这些发现表明，当不存在CEPsh细胞时，ALA会连续抑制AVE，从而在不适当的时间阻碍运动。但是CEPsh胶质细胞似乎可以抵消ALA神经元，从而允许正常运动。“当动物需要移动时，神经胶质对于确保AVE不收听ALA至关重要，” Shaham说。

此外，Katz和Shaham发现，ALA可以抑制运动而不会完全关闭AVE，而AVE通常是神经元活动和运动输出的分离。沙汉姆说：“这是一个非常令人兴奋的概念。”

“我们一生的睡眠时间超过了三分之一。但是我们真的不了解它的好处，也不了解它的工作原理。” Shaham说。“在蠕虫中，我们现在表明，如果睡眠混乱，动物将无法正常发育，而且我们发现了潜在控制过程的各个方面。”鉴于睡眠在动物界如此普遍，我们的工作可能会提供重要的一般见识。