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調控人類睡眠基因首發現 將揭開人類睡眠謎團

科技日報訊(劉海英):美國加州大學三藩市分校網站8月13日發佈新聞公告稱,該校研究人員發現了調控人類睡眠時間的第一個基因。該發現為揭示人類睡眠謎團打開了一扇窗戶,無疑將對未來人們的身心健康產生重大影響。相關研究成果刊登在近期出版的美國《科學》雜誌上。

  睡眠是每個人每天必做之事,人一生中的三分之一時間要在睡夢中度過。但即使科學已經十分發達的今天,睡眠仍是一個相當神秘的生理現象。有的人每天只睡五六個小時,依然能夠神采奕奕,而有的人即使睡八九個小時還萎靡不振。

  就目前所知,睡眠在很大程度上由兩種機制調控:一是晝夜節律,在24小時內,人體的生理生化機制會出現盛衰變化,從而調節睡眠時間;二是體內狀態平衡機制,它確保了人體在經過必要時間的睡眠後能夠得到恢復,它也使人能在需要時睡覺,在身體得到滿足時醒來。晝夜節律和體內平衡機制的相互作用,影響著睡眠的時間點、長度、品質以及醒後人體的各種機能狀況。而關於這些機制的具體細節,目前仍處於一無所知的狀態。

  該校神經學教授付穎慧(音譯)博士領導的研究小組在研究中發現,在一個小型家庭中,母親和其成年女兒每日的睡眠需求一直都遠比其他人少。經過對這兩位婦女和她們大家庭中其他成員的血液樣本分析,研究人員確定了一種名為hDEC2基因的變異。DEC2是一種轉錄因數,會抑制某些基因的表達,並參與晝夜節律的調節。

  隨後,研究人員對小鼠和果蠅進行了基因改造,以研究變異基因對其行為和睡眠模式的影響。通過對轉基因小鼠的腦電圖(EEG)和肌電圖(EMG)監測,研究人員發現,轉基因小鼠的睡眠時間明顯減少。在被強行剝奪了6個小時的睡眠後,轉基因小鼠需要彌補的睡眠量也遠比正常小鼠要少,在nonREM(非快速眼動)和REM(快速眼動)情況下都是如此(睡眠狀態下的眼部移動頻率是測定睡眠品質的常用指標)。

  由於果蠅體積過於微小,無法對其進行微型腦電圖監測,研究人員利用紅外線跟蹤其動作頻率,以研究它們的行為和睡眠模式。

  付穎慧指出,DEC2的發現有助於揭開睡眠調整機制之謎。為什麼發生基因突變的人能終其一生只睡眠較少時間,轉基因小鼠體內平衡機制的變化可能會給出一個解釋。雖然DEC2基因變異可能十分罕見,但它確實提供了一個探索睡眠調整機制的機會。瞭解了這些機制,科學家就可以通過某些干預手段來緩解患有睡眠障礙相關疾病患者的痛苦。付穎慧表示,他們下一步的研究工作,主要是確定DEC2的精確作用
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