短時間睡眠の原因となる2番目の遺伝子が見つかる

睡眠は人間の健康にとって重要な部分です。

完全に安静を感じるために必要な睡眠時間が少ないことが続くと慢性的な睡眠の負債を積み上げてしまい心臓病、癌、自己免疫状態を含む多くの病気を引き起こします。

しかし、一部の人々は、他の人と同じように眠ることができません。

彼らの中には実際、生産性の向上や、楽観的な性格、さらには長寿命の人もいます。

今、研究チームは、覚醒を引き起こす神経細胞の活動を促進することにより、この現象を可能にするADRBI遺伝子の突然変異を特定しました。

以前、同じ研究チームは、人間のDEC2遺伝子に突然変異を発見しました。

この突然変異により、一晩の睡眠時間が6時間だけでも認識できるほどの悪影響を体へ与えることはありません。そして別のDEC2変異が後に発見されました。

ただし、これらは既知の自然な短睡眠（NSS）のすべてのケースを説明することはできなかったため、他の遺伝子変異が探されました。

研究はどのように行われたのか

研究者は、脳内のベータ受容体がノルアドレナリンに応答することを発見しました。

これらは、覚醒状態で目を覚まし、急速眼球運動（REM）睡眠を引き起こす可能性があります。

ベータ遮断薬の使用は、睡眠開始の遅延および睡眠の不十分な維持に関連する不眠症を引き起こす可能性があります。

現在の研究では、ADRB1と呼ばれるベータ受容体をコードする遺伝子に見られるまれな突然変異に焦点を合わせました。

これは、単一のコーディングアミノ酸の変化を伴う点変異です。

NSS特性を示した家族のうち、家族には突然変異がありましたが、他のメンバーにはありませんでした。この変異遺伝子は現在、50以上の家族で発見されています。

科学者は、突然変異タンパク質を野生型または正常型のタンパク質と比較し、より簡単に分解できることを発見しました。

これにより、合成が影響を受けなかったという事実にもかかわらず、正常な遺伝子と比較して、これらの細胞の変異ベータ受容体のレベルが低下しました。

これをマウスに挿入すると、同じ短い睡眠が発生しました。

この突然変異を有するマウスは、明期と暗期の両方で、日中にはより長期間活動していました。

野生型マウスと比較して、24時間で見ると約1時間睡眠が少なくなりました。

暗期では、主にノンレム睡眠でしたが、レム睡眠とノンレム睡眠の両方の周期が短縮されました。

これは主に睡眠サイクル1回の時間の減少によるものでしたが、各サイクルの持続時間は変化しませんでした。このパターンは、NSSの人で観察されたパターンと非常に似ていました。

さらなる研究により、多くの睡眠関連活動を調節する背側部分の橋と呼ばれる脳領域には、ADRB1受容体含有細胞が豊富に含まれていることが示されました。

変異ADRB1細胞は、覚醒状態の間は活動的であり、ノンレム睡眠中は非活動的です。

脳がノンレム睡眠からレム睡眠に移行する直前、およびノンレム睡眠が覚醒に注意を向ける直前に活性化されます。

光遺伝学を使用して、彼らは次に、これらの受容体が通常不活性である場合のノンレム睡眠中にADRB1変異があるマウスの光刺激が即時の覚醒を引き起こすもののそれがレム睡眠からではないことを発見しました。

覚醒状態のマウスで光を使用した場合、有意な効果は見つかりませんでした。したがって、これらの神経細胞は、人間の覚醒状態を引き起こします。

さらなる実験により、変異マウスでは、背側橋に睡眠を促進する細胞よりも覚醒促進ADRB1変異細胞が多く存在することが示されました。

これらの細胞は、野生型細胞よりも興奮しやすく、また、この変異は変異したニューロンを含む回路全体の伝達速度を増加させ興奮性を高めます。

この突然変異は、正常な遺伝子に対する効果に影響を与えその存在が覚醒を引き起こします。

私たちが学んだことは

この研究は、ADRB1-A187V変異が背側橋のベータアドレナリン受容体の覚醒促進役割を介して家族性の自然な短い睡眠を引き起こすことを示しています。

これは、特に脳内のベータ受容体回路を介して、睡眠がどのように調節されているかについてのより多くの洞察を明らかにすることに役立ちます。

その結果、睡眠障害を治療するために、より多くのベータ受容体を標的とした薬物治療を開発することができました。

研究者のイン・フイ・フー氏は次のように述べています。

「生まれつき睡眠が短い人には、より良い睡眠の質と睡眠効率があります。それらを研究することにより、私たちは何が良い夜間の睡眠に役立つかを学びたいと思っています。そうすることで、私たちみんながより幸せで健康的な生活を送るためにより質の良い眠りを手に入れることができるのではと思っています。」

【以下のウェブサイトより引用】

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