调节睡眠和情绪的关键诱因或被发现
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图片说明:一种单细胞蛋白也许同时负责调节生物钟和情绪。   图片来源:Photographee.eu/Shutterstock


尽管睡眠不规律总会伴随着情绪障碍,但这两者之间的生物联系至今都是未解之谜。近日,一项发表在Proceedings of the National Academy of Sciences期刊上的研究称,一种名为PER 3(昼夜节律蛋白同源物3,period circadian protein homolog 3)的单细胞蛋白或许是睡眠不规律和情绪障碍的关键诱因,基因突变扰乱了PER 3单细胞蛋白分子的生成,因而提供了这两者间的生物联系。

此前,PER 3单细胞蛋白一直被认为与人体生物钟(人体内的守时系统,控制人体一天内的若干生理进程,包括睡眠)的调节有关。研究人员曾在之前的研究中注意到,同一个家庭里患有家族性睡眠状态提前综合征(familial advanced sleep phase,FASP,患有这种病的人会醒得非常早,有时甚至凌晨2点就醒了)的三个成员,都会携带有缺陷的PER 3基因(PER 3基因负责合成PER 3单细胞蛋白)。不过,研究人员还发现,这三个成员也都患有季节性情绪失调症(seasonal affective disorder,也称为“冬季忧郁症”),特征是会在冬季感到忧郁。这样的发现不禁让研究人员开始怀疑,PER 3单细胞蛋白是否能够同时调节睡眠和情绪。

于是,研究人员给老鼠体内注入了用来扰乱PER 3单细胞蛋白生成的突变基因,并确保了一些老鼠体内PER 3单细胞蛋白的生成完全被破坏,另外一些老鼠体内PER 3单细胞蛋白的生成部分被破坏。随后,研究人员模拟了不同的季节,并观察这些啮齿动物在不同季节中睡眠有何变化。比如,为模拟夏季,研究人员将老鼠放在光照下12小时,然后放在黑暗中12小时;为模拟冬季,研究人员每天只将老鼠放在光照下4小时。

图片说明:季节性情绪失调的症状是,冬季日照时间短时,人们常会感到忧郁不已。图片来源:icsnaps/Shutterstock

研究人员发现,与正常老鼠相比,被注入突变基因的老鼠在不同季节条件下的睡眠规律被破坏,其中,与体内能合成部分PER 3单细胞蛋白的老鼠相比,体内完全缺乏PER 3蛋白的老鼠的睡眠规律更可能被破坏。体内完全缺乏PER 3单细胞蛋白的老鼠在模拟冬季条件下的反应尤为明显,睡眠时间竟会缩短至4小时。

研究发现表明,PER 3单细胞蛋白至少会在一定程度上负责调节老鼠的睡眠时间。不过,研究人员想知道PER 3单细胞蛋白的缺乏是否也会增加老鼠患季节性情绪失调症的几率。为此,他们在老鼠身上进行了许多行为测试,比如抓住老鼠尾巴并让老鼠悬空,然后观察多长时间过后老鼠会停止挣扎,挣扎时间的长短可作为类似抑郁症状的评判依据。

研究人员注意到,被注入突变基因的老鼠,挣扎的时间明显短于正常老鼠,并且与能合成部分PER 3单细胞蛋白的老鼠相比,完全缺乏PER 3单细胞蛋白的老鼠会更快放弃希望。被注入突变基因的老鼠对糖水的食欲也会降低,这表明与正常老鼠相比,糖水也无法给它们更多的乐趣。而在给老鼠注入常见的抗抑郁剂丙咪嗪后,上述症状则明显减轻,这似乎表明实验老鼠确实患上了与人类抑郁症(情绪障碍的一种)类似的症状。

除此之外,研究人员还注意到,在类似冬季的条件下,老鼠的这些行为反应尤其明显,这表明PER 3单细胞蛋白不仅会调节睡眠,似乎也会调节情绪障碍,如季节性情绪失调。(科学之家,译审/编辑:YWY)
文章来源: http://www.pnas.org/content/early/2016/02/17/1600039113
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相关文献

 
1. A PERIOD3 variant causes a circadian phenotype and is associated with a seasonal mood trait | Luoying Zhang, Arisa Hirano, Pei-Ken Hsu, Christopher R. Jones, Noriaki Sakai, Masashi Okuro, Thomas McMahon, Maya Yamazaki, Ying Xu, Noriko Saigoh, Kazumasa Saigoh, Shu-Ting Lin, Krista Kaasik, Seiji Nishino, Louis J. Ptáček, and Ying-Hui Fu | doi: 10.1073/pnas.1600039113 |

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