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

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

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

3、也由基礎狀態(tài)下的37次減少到23次；短時程的NREM睡眠數(shù)量減少，尤其是持續(xù)時間為32-64sec的NREM睡眠數(shù)量減少到原來的38％，持續(xù)時間為64-128sec的NREM睡眠數(shù)量減少到原來的33％，而長時程的NREM睡眠，特別是持續(xù)時間為1024-2048sec的NREM睡眠數(shù)量則顯著增加，為基礎狀態(tài)下的9倍。與前相奪眠的影響不同，后相奪眠（時間為13:00-19:00）睡眠反彈期的睡眠．覺醒結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為：Wake量減少同時伴有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)計學意義；NREM睡眠時程的變化主要為，持續(xù)時間為512-1024sec長時程的NREM睡眠數(shù)量增加到基礎狀態(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2h睡眠反彈，腹外側(cè)視前區(qū)核心部(VLPO cluster)的c-Fos的陽性神經(jīng)元數(shù)量分別增加到睡眠剝奪結(jié)束時的2.6和2.5倍；視前正中核(MnPO)的c-Fo

5、s陽性神經(jīng)元的表達數(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陽性神經(jīng)元數(shù)量減少至奪眠后的24％;前相睡眠反彈，藍斑核(LC)的c-Fos陽性神經(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陽性神經(jīng)元的表達數(shù)量減少到奪眠后的52％和44％。同時，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。對于快動眼睡眠（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)導水管周圍灰質(zhì)(vlPAG)、外側(cè)腦橋被蓋(LPT)c-Fos陽性神經(jīng)元數(shù)量減少至前相奪眠結(jié)束時的80％和52％;，前相的睡眠反彈，被蓋背外側(cè)核(LDTg)的c-Fos陽性神經(jīng)元數(shù)量

7、減少至奪眠結(jié)束時的65％，而腦橋腳被外側(cè)(PPT)，前、后相的睡眠反彈使c-Fos陽性神經(jīng)元數(shù)量分別減少至奪眠結(jié)束時的73％和75％。
　　結(jié)果表明：VLPO cluster與NREM睡眠的調(diào)控關系更為密切；VLPO、MnPO的神經(jīng)元活性在睡眠量增加、睡眠強度加深時達到最強，而不是在睡眠張力增加時達到最高值；VLPOcluster的神經(jīng)元活性的增強，使TMN區(qū)的覺醒相關神經(jīng)元受到抑制，從而保證了睡眠的順利進行；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睡眠的強度均無顯著變化。
　　第二部分:
　　腦波(EEG)解析是睡眠學研究中的重要手段，EEG解析過程中的一大不便是腦波的解析需耗費大量的時間。EEG解析過程中很容易被忽視的但卻是非常重要的一個問題是epoch長度的設置。本研究旨在發(fā)現(xiàn)EEG解析過程中，既能夠準確反映實驗動物的睡眠

9、．覺醒狀態(tài)，又能為睡眠研究者節(jié)約時間的最佳的Epoch長度的設置。我們選取了常用的大鼠、小鼠EEG腦波作為分析對象，分別以4，8，10，20，以及30秒的epoch長度加以解析，并用睡眠學常用衡量指標：睡眠-覺醒的量、睡眠一覺醒狀態(tài)持續(xù)時間、睡眠．覺醒狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)以及睡眠深度對分析結(jié)果加以評價，以求發(fā)現(xiàn)最佳epoch的設置。
　　研究結(jié)果：
　　在以睡眠覺醒量、REM及NREM睡眠的深度對睡眠進行衡量時，epoch設置為4，

10、8，10，20，以及30秒對分析結(jié)果沒有影響。但是，如果睡眠研究中的衡量指標是睡眠覺醒狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)和睡眠覺醒狀態(tài)持續(xù)時間時，則以較短的epoch長度分析腦波后，將獲得較多睡眠覺醒狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)，同時也將得到較短的睡眠覺醒狀態(tài)持續(xù)時間。因此，epoch長度的設置取決于實驗目的所需。如果睡眠研究所需研究對象為睡眠覺醒的量以及REM及NREM睡眠的深度，則以epoch為30秒來對EEG進行解析，這樣可以節(jié)約大量時間，同時也可達到以其他較短時間e