敲除MT3R/Nqo2基因对大鼠睡眠/觉醒行为和EEG能谱的影响

目的利用CRISPR/Cas9基因编辑工具构建褪黑素3型受体(MT3R/Nqo2)基因敲除的SD大鼠,观察基因敲除后大鼠的睡眠/觉醒行为变化和EEG能谱改变,以探究褪黑素调控睡眠/觉醒的受体机制。方法利用非同源重组修复引入突变的方式,造成MT3R/Nqo2基因蛋白读码框移码突变,使该基因功能缺失,建立MT3R/Nqo2基因敲除的SD大鼠,并通过PCR、RT-PCR和FISH进行基因水平、转录水平和形态学的敲除验证,然后对敲除组与对照组大鼠进行睡眠/觉醒行为分析和睡眠/觉醒各时相脑电能谱分析。结果MT3R/Nqo2基因敲除后,与对照组大鼠相比,敲除组大鼠在黑暗期(活跃期)开始后的前3 h(ZT12~15)出现觉醒时长减少、NREM和REM睡眠时长增加(P<0.05)。另外,在该时期,敲除MT3R/Nqo2基因后大鼠还出现睡眠/觉醒转化次数显著增加,觉醒片段长度缩短,觉醒片段化现象(P<0.05)。脑电能谱分析显示,与对照组大鼠相比,敲除组大鼠NREM睡眠期θ波能量升高(P<0.05)。结论MT3R/Nqo2基因敲除使大鼠NREM睡眠期EEG高频能量异常升高,NREM睡眠期稳态恢复过程受损,导致大鼠在黑暗期(活跃期)开始后的前3 h(ZT12-15)觉醒减少,睡眠增加,觉醒片段化。