【摘 要】
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睡眠是动物普遍存在的行为,它与学习、记忆、免疫、代谢、社交、繁殖等过程都有密切联系。睡眠受遗传和环境因素的共同调控,温度是调控睡眠的重要环境因素之一。昼夜变换,气候变化,以及从高纬度地区到低纬度地区的长距离迁徙,都会导致环境温度的改变,进而影响睡眠行为。先前研究已经鉴定了几种感受温度的离子通道以及一些感知温度变化的神经元和神经核团。然而,机体如何整合外界环境温度信息到睡眠调控神经环路的机制尚不清楚
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（31771171）（31771136）； 深港脑科学研究所-深圳基础研究机构（NYKFKT2019004）； 江苏省自然科学基金优秀青年基金（BK20180061）；
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睡眠是动物普遍存在的行为,它与学习、记忆、免疫、代谢、社交、繁殖等过程都有密切联系。睡眠受遗传和环境因素的共同调控,温度是调控睡眠的重要环境因素之一。昼夜变换,气候变化,以及从高纬度地区到低纬度地区的长距离迁徙,都会导致环境温度的改变,进而影响睡眠行为。先前研究已经鉴定了几种感受温度的离子通道以及一些感知温度变化的神经元和神经核团。然而,机体如何整合外界环境温度信息到睡眠调控神经环路的机制尚不清楚。在本研究中,我们利用果蝇模型解析了温度影响睡眠行为的神经环路和分子细胞机制。我们发现前细胞神经元（Anterior cells,ACs）表达的TrpA1离子通道能够直接感知外界温度的升高,促进觉醒导致果蝇夜晚睡眠量下降,并且温度升高引起的夜晚睡眠量下降是一个可逆的过程。我们研究揭示ACs通过释放乙酰胆碱而非5-羟色胺递质促进觉醒。我们运用trans-Tango方法揭示一簇背后侧神经元（posteror dorsal neuons 1,DN1ps）是ACs的潜在下游神经元,并利用GRASP方法和功能钙成像实验证实ACs与一簇DN1ps形成突触联系。我们研究揭示这簇DN1ps通过N型乙酰胆碱受体α5（n ACh Rα5）接受来自于ACs的热激活信号,并释放CNMamide（CNMa）神经肽促进升温诱导的觉醒。我们还鉴定Dh44神经肽阳性的脑中间神经元（pars intercerebralis neurons,PIs）表达的CNMa受体（CNMaR）接收了来自于DN1ps的CNMa信号,并运用功能钙成像揭示CNMa信号抑制了Dh44阳性神经元的活性,进而促进了升温诱导的觉醒过程。最后,我们研究揭示CNMa信号特异性地调控升温诱导的觉醒过程。本研究揭示了ACs-DN1ps-PIs神经通路整合外界环境温度信息进而调控果蝇睡眠行为的神经环路机制,鉴定全新的CNMa信号参与果蝇睡眠调控,并阐明了其促进升温诱导觉醒的作用机制。
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