腺苷和多巴胺受体调控睡眠觉醒的作用与机制

基底神经节(BG)由纹状体、苍白球、丘脑底核和黑质(致密部/网状部)4部分组成。纹状体又分为尾状壳核和伏隔核,并大量表达腺苷和多巴胺受体。BG控制动机性行为,参与运动、习惯养成和奖赏/成瘾行为等。帕金森病主要病变部位在BG,其患者在运动症状出现前10多年开始主诉睡眠障碍并不断加重,提示BG参与睡眠觉醒调控,但神经生物学机制不明。近年来,我们运用光遗传学、化学遗传学技术特异性操控神经元活性,结合在体钙成像、离体膜片钳、神经环路示踪、免疫组化及免疫电镜等手段,研究BG中腺苷A2A受体以及多巴胺D1受体神经元的神经生物学功能。结果发现:(1)伏隔核D1受体阳性神经元通过与外侧下丘脑以及中脑组成的神经环路,调控生理性觉醒;(2)位于腹侧被盖核尾段的吻内侧被盖核,由GABA能神经元构成,其纤维投向中脑多巴胺能系统以及其他脑区,具有促进非快动眼睡眠及调控内稳态的作用;(3)与伏隔核内的D1受体神经元功能不同,伏隔核腺苷A2A受体神经元参与睡眠行为以及动机相关行为的调控;(4)背侧纹状体的A2A受体神经元,通过外侧苍白球小清蛋白阳性神经元调控活动期睡眠。根据以上结果,我们提出了一个全新的睡眠觉醒模型,该模型阐明纹状体、伏隔核中的腺苷和多巴胺能受体阳性神经元调控睡眠/觉醒及相关行为活动的神经环路及机制。本报告将重点讨论BG在生理性睡眠与睡眠障碍中的作用和机制。