研究背景睡眠与觉醒对人类甚至所有生物都是非常重要的。人类每天的睡眠时间大约占据8小时。睡眠可以让机体得到充JQ1说明书分的休息,而觉醒可以让机体自主进食、运动和劳作等,不管是睡眠还是觉醒对人类都是极其重要的。睡眠-觉醒是一个复杂的过程,由睡眠核团与觉醒核团组成的神经环路共同调节。睡眠开始时,睡眠系统抑制觉醒系统;觉醒系统也会投射轴突至睡眠系统并抑制它们。但是失眠或者睡眠障碍等疾病困扰了越来越多的人们,并且它还会引起很多其他疾病,比如肥胖、健忘和情绪认知疾病等,所以关于促睡眠药物的研究越来越多,探索促睡眠药物的作用机制及应用尤为重要。腹外侧视前区(Ventrolateral preoptic area,VLPO)位于下丘脑的吻尾带,是促睡眠的核心脑区,在睡眠-觉醒过程发挥着不可替代的作用,主要在非快速眼动睡眠(Nonrapid eye movement sleep,NREM sleep)的起始和维持阶段扮演了重要的作用。VLPO脑区中有两种神经元类型或者说是两种细胞类型。两种神经元类型:一种神经元能被去甲肾上腺素(NoradR428renaline,NA)抑制,叫做NA(-)神经元;另一种神经元能被NA兴奋,叫做NA(+)神经元。两种细胞类型:一种细胞具有低阈值发放(Low-threshold spike,LTS)的特点,叫做LTS细胞;另一种细胞缺乏LTS特性,叫做non-LTS细胞。从生理过程分析,可以认为LTS细胞与NA(-)神经元是等价的,non-LTS细胞与NA(+)神经元是等价的。右美托咪定是一种α_2肾上腺素能受体激动剂,具有独特的快速觉醒镇静作用。右美托咪定独特的镇静作用被广泛应用于重症监护病房(Intensive care unit,ICU)镇静,患者可被唤醒沟通其需求。镇静是一个复杂的过程,涉及多个脑区和脑环路。先前的研究表明,右美托咪定诱导的镇静和睡眠稳态可能具有共同的机制。在外侧视前区(Lateral preoptic area,LPO)区域内,遗传损伤甘丙肽能神经元大大降低了右美托咪定诱导镇静的能力。然而,右美托咪定如何作用于VLPO中两种神经元的现在并不清楚。异甘草素来源于石竹和甘草,主要呈现为黄色晶状粉末,是一个查尔酮类的化合物。研究者通过戊巴比妥诱导睡眠试验发现异甘草素具有催眠功能后,他们还发现在中缝背核脑区,异甘草素可以通过γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)受体产immune surveillance生作用。另外,有研究表明异甘草素可能会调节GABA能突触传递。然而,异甘草素对VLPO中的细胞的影响并不清楚。目的为了探究右美托咪定和异甘草素对VLPO不同类型神经元的作用机制及其对睡眠-觉醒的影响。方法本研究采取了多通道脑电记录技术探索右美托咪定对小鼠睡眠-觉醒的影响;利用免疫荧光染色观察右美托咪定对小鼠VLPO处c-Fos表达情况;使用脑片全细胞记录技术探索右美托咪定对VLPO脑区中两种神经元的作用机制;使用了脑片全细胞记录技术探索异甘草素对VLPO脑区中两种细胞的作用机制。结果经研究发现:1.24小时过程中不同睡眠状态所消耗的时间表明在夜间,右美托咪定能增加NREM时间,减少觉醒(wake)时间;2.右美托咪定使VLPO处c-Fos免疫反应核增加了约4.14倍;3.灌流右美托咪定可提高VLPO脑区中NA(-)和NA(+)神经元的放电速率;4.与对照组相比,给予右美托咪定和RS79948(α_2受体拮抗剂)后,VLPO脑区中NA(-)和NA(+)神经元的放电速率无显著差异;5.右美托咪定对VLPO脑区中NA(-)和NA(+)神经元的静息膜电位(Resting membrane potential,RMP)幅度无显著影响;6.右美托咪定显著降低了VLPO脑区中NA(-)和NA(+)神经元中微型抑制性突触后电流(Miniature inhibitory postsynaptic currents,m IPSCs)的频率;7.异甘草素可提高VLPO脑区中LTS细胞的放电速率,而氟马西尼(GABA_A苯二氮卓类拮抗剂)可逆转这一现象;8.异甘草素可抑制VLPO脑区中non-LTS细胞的放电速率,氟马西尼也可逆转;9.异甘草素灌注后,VLPO脑区中LTS细胞RMP幅度、峰值阈值、后超极化(Afterhyperpolarization,AHP)幅度和动作电位持续时间(Action potential duration,APD50)均无差异;10.异甘草素作用于VLPO脑区中non-LTS细胞后,RMP幅度超极化程度加深,峰值阈值升高;11.异甘草素显著降低了VLPO脑区中LTS细胞中m IPSCs的频率;12.异甘草素显著增加了VLPO脑区中non-LTS细胞中m IPSCs的幅度。结论综上所述,右美托咪定通过突触前α_2受体激活VLPO脑区中的NA(-)和NA(+)神经元。这一机制可以解释快速觉醒的独特镇静特性。异甘草素抑制VLPO脑区中LTS细胞突触前GABA释放,从而增加其兴奋性。异甘草素增强VLPO脑区中non-LTS细胞突触后GABA_A受体功能,从而降低其兴奋性。这些结果表明,异甘草素可能通过调节这两种细胞类型的GABA能突触传递特性而产生催眠作用。