生物鐘不變，睡多或睡少取決於一種細胞

好的睡眠大概需要8個小時。當你躺在床上準備入睡時你可能會奇怪：人類身體如何從活躍的清醒狀態進入一段近乎癱瘓的睡眠狀態？

洛克菲勒大學的科學家最近在《Cell Reports》發文，他們找到了控制機體從活躍到靜止的細胞——神經膠質細胞，在近年來神經膠質細胞越來越長的功能列表上又添了一筆。

這項利用模式動物線蟲（C. elegans）所做的研究為人類神經膠質細胞功能提供了新的見解——負責運動和睡眠之間的微妙轉變。

嗜睡的線蟲

C. elegans有一類被稱為CEPsh的神經膠質細胞，它們選擇圍繞神經元之間的連接「突觸」生長。洛克菲勒教授Shai Shaham和其研究夥伴Menachem Katz對這些細胞產生了興趣，因為他們發現，CEPsh似乎與星形膠質細胞有許多共同特徵，一些科學家們懷疑星形膠質細胞可以調節人類和其他脊椎動物睡眠。

研究小組構建了缺乏CEPsh細胞的線蟲，然後監視線蟲活動。他們注意到，蟲子們經常在一段時間內突然靜止幾秒鐘到幾分鐘，這對線蟲來說是一種不同尋常的行為（如下動圖）。

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我們整天觀察線蟲，當它們在尋找食物時很少停下來。缺乏CEPsh細胞的線蟲的這種異常在我們看來就是：它們似乎是嗜睡的，」Katz說。

研究人員還在昏睡狀態發現了一種睡眠相關的蛻皮。缺乏CEPsh細胞的線蟲比正常線蟲更早睡，而且總體睡眠時間更長。換句話說，缺少CEPsh細胞的線蟲似乎有增加睡眠的傾向。

「它們就像沒長大的孩子，」Shaham說。

科學家們還注意到，經過改造的線蟲比對照線蟲成熟的速度慢。他們對這一結果感到驚訝，這表明健康發育與健康的睡眠模式息息相關。

昏昏欲睡的突觸

接下來，研究小組檢查了CEPsh覆蓋的神經元突觸，具體來說分別是參與睡眠的神經元ALA和控制運動的神經元AVE。他們發現當ALA活躍時，AVE就不能工作。

Katz和Shaham認為，ALA是線蟲明顯更睏倦的原因。當他們移除缺乏CEPsh細胞的線蟲的ALA神經元後，這些線蟲不再表現出奇怪的行為，它們的運動、睡眠和發育都恢復了正常。

這些結果表明，當缺乏CEPsh細胞時，ALA持續抑制AVE，從而使動物不適時的不愛運動。但是，當CEPsh細胞存在時，它似乎可以抵消ALA神經元的作用，利於正常運動。動物需要運動，神經膠質細胞對確保AVE不聽ALA的「話」很重要。

此外，Katz和Shaham發現ALA抑制運動但AVE並非完全去活化，換句話說，它無需一個常規的神經元活動解偶和運動輸出。「這是一個非常令人興奮的概念，」Shaham說。

「人生三分之一以上都在睡覺，但我們還沒有真正理解睡覺它有什麼用，我們不明白它是如何運作的，」Shaham說。「我們很高興地在線蟲中發現，如果睡眠紊亂，動物就不能正常發育。這是一個重要的基礎控制進程。」

原文標題

Glia Modulate a Neuronal Circuit for Locomotion Suppression during Sleep in C. elegans

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