az UCSF tudósai, akik azonosították a két ismert emberi gént, amelyek elősegítik a “természetes rövid alvást” – az éjszakai alvást, amely mindössze négy-hat órát tart, de az emberek jól érzik magukat–, most felfedeztek egy harmadik, és ez is az első gén, amelyről valaha kimutatták, hogy megakadályozza az alváshiányt, amely általában az alváshiányt kíséri. A kutatók úgy vélik, hogy ez a legújabb felfedezés egy nap olyan gyógyszerek célpontjához vezethet, amelyek javítják az alvást és kezelik az alvászavarokat.
az eredmények, részletesen egy tanulmány megjelent október. 16, 2019, A Science Translational Medicine-ben néhány héttel azután jelentették be, hogy ugyanaz a csapat bejelentette a második rövid alvási gén felfedezését, amely egy évtized volt.
“tíz évvel ezelőtt, amikor azonosítottuk az első rövid alvási gént, az alvásgenetika területe még gyerekcipőben járt. Az emberek nem gondolták, hogy a gének jelentősen befolyásolhatják az alvási viselkedést, és a nagy áttörések ritkák voltak. Ma a terület sokkal gyorsabban fejlődik, és egyre jobb képet kapunk arról, hogy a gének mennyire fontosak a jó éjszakai alváshoz”-mondta Ying-Hui Fu, PhD, neurológia professzor, az UCSF Weill Idegtudományi Intézet tagja, aki vezette a kutatócsoportokat, amelyek mindhárom ismert rövid alvási gént azonosították.
Fu és csapata azonosította a legújabb gént egy apa-fiú párban, amely átlagosan csak 5,5 és 4 volt.3 óra alvás minden este, illetve-sokkal kevesebb, mint a nyolc vagy több órát, hogy a legtöbb ember kell annak érdekében, hogy elkerüljék érzés alváshiányos.
Ying-Hui Fu, PhD, és Louis PT Aptonitsek, MD, a tanulmány vezető szerzői, amelyben egy harmadik “rövid alvás” gént azonosítottak. A kutatók úgy vélik, hogy ez a legújabb felfedezés egy nap olyan gyógyszerek célpontjához vezethet, amelyek javítják az alvást és kezelik az alvászavarokat.
“az alváshiánynak súlyos egészségügyi következményei vannak” -mondta Louis PT Aptitsek, a neurológia professzora, az új tanulmány társszerzője és a Weill Intézet tagja. “A krónikusan alváshiányos emberek nagyobb valószínűséggel szenvednek elhízástól, cukorbetegségtől, szív-és érrendszeri problémáktól, depressziótól és kognitív deficittől.”
de mint más természetes rövid alvók, úgy tűnik, hogy az apa-fiú pár nem tapasztal semmilyen káros kognitív vagy fizikai hatást, amely általában az alváshiányt kíséri. Fu és PT Annisz tudni akarta, hogy miért.
a kutatók génszekvenálást végeztek apán és fián, és egy egybetűs mutációt nulláztak le egy npsr1 nevű génben, amely egy jelzőfehérjét kódol, amely a neuronok felszínén ül, és korábban kimutatták, hogy részt vesz az alvás szabályozásában. A többi ismert rövid alvási gén mutációjához hasonlóan ez a mutáció is rendkívül ritka, 4 millió emberből kevesebb mint egynél fordul elő.
a gén agyi funkciójának megértése érdekében a kutatók egy sor kísérletet végeztek egereken, amelyeket genetikailag úgy terveztek, hogy azonos mutációt hordozzanak az npsr1 egérverziójában. A mutációval rendelkező egerek kevesebb időt töltöttek alvással, és fizikailag aktívabbak voltak, mint azok, akik nem voltak, részben azért, mert biokémiai szinten az NPSR1 mutáns változata másképp viselkedik, mint a fehérje gyakoribb változata.
az NPSR1 egy olyan jelátviteli út része az agyban, amely elősegíti az ébrenlétet. Amikor aktiválódik, más fehérjéket kapcsol be ugyanazon az úton, kémiai módosítással hozzájuk. Annak tesztelésére, hogy az NPSR1 mutáns és nem mutáns változatai képesek-e ugyanolyan mértékben aktiválni ezen út komponenseit, a kutatók egy olyan vegyületet injektáltak, amely kiváltja az NPSR1-et mind normál, mind genetikailag módosított egerekbe. Ezután megvizsgálták a fehérjéket az NPSR1-től lefelé, hogy megnézzék, hányat módosítottak kémiailag az aktiváció elősegítése érdekében. Megállapították, hogy a mutáns NPSR1 sokkal több downstream fehérjét aktivált, mint a nem mutáns változat.
a kutatók ezután kiegészítő kísérletet végeztek, és megállapították, hogy a mutáns NPSR1 könnyebben kiváltható, mint a fehérje nem mutáns változata. Ezek az eredmények együttesen azt sugallják, hogy az NPSR1 rövid alvással társított verziója könnyebben aktiválható, és jobban képes bekapcsolni az ébrenlétet elősegítő út más összetevőit is.
a kutatók ezután egy memória teszthez fordultak. Az egereket egy speciálisan kialakított kamrába helyezték, és néhány percig hagyták felfedezni új környezetüket, majd elektromos áramot kapcsoltak be, hogy finoman megrázzák a lábukat. Amikor a normál egereket eltávolítják a kamrából, és egy nappal később visszatérnek hozzá, emlékeznek a sokkra, és vagy megfagynak, vagy lassabban barangolnak a kamrában — de csak akkor, ha eleget aludtak.
ezzel szemben az alváshiányos egerek memóriahiányt tapasztalnak (csakúgy, mint az alváshiányos emberek), és nehezen tudnak maradandó emlékeket kialakítani a rázkódás élményéről. Amikor egy nappal a sokk után visszatérnek a kamrába, nem mutatják a várt félelem-alapú viselkedést. De az NPSR1 mutáns változatának hordozói emlékeztek az áramütésekre, még alváshiány után is.
“az NPSR1 nemcsak elősegíti a rövid alvást, hanem megakadályozza a memóriaproblémákat is, amelyek általában az alváshiányból származnak” – mondta Fu. “Ez az első gén, amelyet bárki felfedezett, amely védőhatást fejt ki az alváshiány számos káros következménye ellen.”
és mivel az NPSR1 fehérje egy sejtfelszíni receptor, a kutatók úgy vélik, hogy egy nap lehetséges olyan gyógyszerek kifejlesztése, amelyek aktiválják vagy zavarják az NPSR1-et.
“ez a felfedezés nemcsak jobb megértést nyújt számunkra arról, hogy a gének hogyan járulnak hozzá a szokatlan alvási fenotípushoz, hanem vonzó célpontot kínál a jövőbeli terápiák számára is, amelyek segíthetnek az alvászavarok kezelésében vagy az alváshiányhoz kapcsolódó bizonyos kognitív deficitek megelőzésében” – mondta PT Annic.
szerzők: További szerzők: Lijuan Xing, Guangsen Shi, Yulia Mostovoy, Nicholas W. Gentry, Zenghua Fan, Thomas B. McMahon és Pui-Yan Kwok az UCSF-től; és Christopher R. Jones a Utah Egyetemről.
finanszírozás: ezt a tanulmányt az NIH T32 HL007731, HG005946, NS099333, NS072360, NS104782 és P30 DK063720 támogatások, valamint a William Bowes Neurogenetics Fund támogatta.
közzétételek: a szerzők nem nyilatkoznak versengő érdekekről.
a University of California, San Francisco (UCSF) kizárólag az egészségtudományokra összpontosít, és elkötelezett az egészség előmozdítása világszerte a fejlett orvosbiológiai kutatások, az élettudományok és az egészségügyi szakmák posztgraduális képzése, valamint a betegellátás kiválósága révén. Az UCSF Health, amely az UCSF elsődleges tudományos orvosi központjaként szolgál, magában foglalja a legmagasabb rangú speciális kórházakat és más klinikai programokat, és az egész Bay Area-ban van.