果蝇将自闭症患者的睡眠问题与神经胶质细胞、血脑屏障和血清素联系起来

糟糕的睡眠会导致严重的健康问题，影响我们的注意力、记忆力和应对挑战的能力。患有神经发育障碍的人，如自闭症和智力障碍，经常受到睡眠问题的困扰。然而，人们对其潜在机制知之甚少。在科学的进步由Radboudumc协调的荷兰-美国研究小组，现在描述了这些问题是如何产生的。他们在果蝇中模拟自闭症的两种基因原因，发现果蝇表现出与患者相同的睡眠问题，睡眠紊乱是由高水平的血清素引起的——在自闭症中也经常观察到。此外，他们发现高血清素和睡眠问题的根源在于血脑屏障的神经胶质细胞。这一全新的信息揭示了人类的睡眠问题，甚至提出了一种可能的治疗方法。

睡眠不好会严重影响认知能力和生活质量。已经患有自闭症和相关疾病的弱势群体神经发育障碍尤其经常受到睡眠障碍的困扰，他们的家人也一样。然而，几乎没有对这些潜在机制进行过研究睡眠问题．由Annette Schenck教授和Tjitske kleefstra教授(都在radboudumc)协调的荷兰-美国研究小组已经在人类和动物身上调查了这个问题果蝇．申克说，他们“首先非常仔细地研究了两组患有神经发育障碍的特定患者的睡眠问题。他们的CHD8基因(自闭症的主要遗传原因)或CHD7基因(导致CHARGE综合征)发生突变。我们发现，在这些疾病中，糟糕的睡眠尤其来自于入睡和保持睡眠的问题，这会导致夜间醒来和低睡眠质量。我们称之为睡眠碎片化问题。一般来说，它在自闭症中很常见，但在CHD8或CHD7突变的个体中更常见。根据受影响家庭的说法，这些睡眠问题是他们日常生活管理中最大的问题之一。这促使我们在这些基因和疾病的背景下进一步研究睡眠障碍。”

从人类到果蝇

为了能够观察大脑、调查问题和测试干预措施，研究人员转向了动物模型。果蝇是一种曾多次获得诺贝尔奖的动物模型，CHD8和CHD7由一个名为kismet的单一基因表示。因此，果蝇的基因突变可以告诉我们人类这两个“同源”基因的很多突变。Mireia Coll-Tané， Schenck团队的研究人员和发表在科学的进步．“我们发现，基因突变的苍蝇很难保持睡眠，夜间醒来的频率非常高。他们表现出与我们在CHD8和CHD7突变人群中看到的相同特征。”

不是神经元，而是神经胶质细胞

申克的研究小组专门研究导致神经发育障碍的基因。他们通常会产生与疾病基因相对应的基因突变的果蝇，并观察人类和果蝇都存在的行为变化或神经系统的其他特性。Schenck解释说:“当Mireia发现睡眠碎片也存在于苍蝇身上时，我们知道可以利用我们的模型的所有优势来找出这个问题的来源。”他们发现，kismet对成年果蝇的良好睡眠很重要，而且在发育早期也很重要，而成年果蝇的睡眠缺陷是由于发育期间kismet的减少造成的。Coll-Tané指出，他们“还发现kismet在神经元(通常被认为是调节行为的细胞)中并不重要，但在大脑中存在的另一种主要细胞类型:神经胶质细胞中并不重要。”胶质细胞有许多重要的功能，比如支持神经元，清理废物，并有助于血脑屏障。我们发现，在果蝇体内形成血脑屏障的一组仅有300个神经胶质细胞中，kismet在早期发育阶段就很重要。它们是睡眠碎片化的根源。”

血清素的惊人作用

神经递质多巴胺通常在睡眠问题中起作用。这项研究也研究了这一点，但多巴胺水平是正常的。相反，神经递质血清素似乎很重要。Coll-Tané解释说:“当我们专门减少神经胶质细胞中的kismet时，我们发现果蝇头部中的血清素浓度翻了一番。”“这是一个非常有趣的发现，因为血清素增加，也被称为高血清素血症，是自闭症中最常见的生物标志物之一。”在一系列进一步的基因和药物实验中，研究人员提供了证据，证明发育过程中血清素水平的增加是kismet睡眠中断的原因。“我们的工作已经将自闭症的一个主要遗传原因与一个常见的生物标志物和自闭症的一个重要临床抱怨联系起来。我们认为，我们所确定的机制与自闭症的关系更广泛。”

未来的治疗呢?

一个重要的问题是，与发育障碍相关的睡眠问题最终能否得到解决。它必须是一种对成人有效的治疗方法(即在发育后)，并且是非侵入性和安全的。Schenck说:“我们在费城的合著者最近为果蝇开发了睡眠限制疗法——简称srt。”“同样的干预被广泛应用于人类，在其他方面健康的失眠患者中。但它很少被用于自闭症还有神经发育障碍，可能是因为睡眠缺陷被认为是基因突变不可避免的结果。但是行为疗法成功了!一个简单的光照机制，模仿较短的夜晚，让果蝇睡得更好，有效地扭转了睡眠碎片化。尽管问题的根源在发展的早期。”

对人类的进一步研究

这篇文章科学的进步在美国，对人类的进一步研究是显而易见的。临床遗传学家Kleefstra解释说，他们“已经在我们的文章中证明了CHD7和CHD8在人类的血脑屏障中表达，无论是在发育时期还是成年时期。现在，我们的目标是与Heeze的Kempenhaeghe睡眠专家诊所密切合作，收集进一步的临床数据，并将SRT应用于这些患者。我们正在共同努力，将我们的‘人-果蝇-返回’战略扩展到其他一些疾病。”显然，这篇文章将为我们提供一条在苍蝇和人类身上进行更有趣的睡眠研究的道路。