情绪性失眠是一种由情绪刺激或外界压力引起的短期睡眠障碍。表现为难以入睡、维持睡眠困难或早醒，并伴有白天疲劳、注意力不集中和情绪不稳定等症状。短暂的情绪性失眠尤其常见，高达80%的人都曾经历过这种情况。阐明情绪性失眠的神经机制和干预措施是亟待解决的科学问题。

近日，复旦大学基础医学院药理学系黄志力教授课题组与人体解剖组织胚胎学系袁向山副教授、李文生教授等合作，在解析情绪性失眠的神经机制上取得重要进展，相关研究成果于6月4日以“Leptin receptor neurons in the ventral premammillary nucleus modulate emotion-induced insomnia”为题，在线发表于《Cell Discovery》杂志。研究团队发现，当小鼠暴露于特定的情绪刺激，如来自同种或异种动物的尿液，或是TMT（2, 4, 5-三甲基噻唑，模拟狐狸尿气味的化合物）时，会引发偏好或回避的行为，定义为积极情绪和负面情绪，并且可以引起入睡潜伏期延长，觉醒时间的增加。进一步利用先进的神经科学技术，如化学遗传学和光遗传学，精确操控前乳头体腹侧核（ventral premamillary nucleus, PMv）中的瘦素受体（LepR）神经元。激活这些神经元会导致小鼠的觉醒时间显著增加，而非快速眼动（NREM）睡眠和快速眼动（REM）睡眠减少。相反，当这些神经元被抑制时，小鼠的情绪诱导失眠症状得到了有效的缓解。本文揭示了PMv中LepR神经元在情绪性失眠中的关键作用。这一发现不仅为理解情绪与睡眠之间的复杂关系提供了新线索和新视角，也为开发治疗情绪性失眠的新方法奠定基础。

1.建立情绪性失眠动物模型

首先，作者从效价、强度、持久性三方面对小鼠的情绪反应做出定义，并且建立了以喜好和厌恶为主要指标的情绪行为范式（图1）。其次，在给予不同的情绪刺激后，记录小鼠的睡眠-觉醒行为，发现所有情绪刺激都可以引起小鼠入睡潜伏期延长，同时觉醒时间增加（图2）。提示情绪刺激可以导致小鼠短暂性失眠的发生。

图1 嗅觉刺激诱导情绪状态的核心特征

图2 不同情绪刺激诱发小鼠失眠

2.情绪性刺激引起PMv中LepR神经元活性显著升高

随后，为了探究哪些脑区在情绪性失眠时表现出急性变化，作者通过c-fos免疫组织化学染色，发现在给予不同情绪刺激后，可以显著升高PMv中LepR神经元的c-fos表达，同时利用光纤记录发现给于不同情绪刺激后，使得PMv中LepR神经元的神经元放电明显升高（图3）。以上结果是从形态学和功能学证实，PMv中LepR神经元参与了情绪性失眠的发生。

图3 PMv中LepR神经元对情绪刺激的反应

3.化学遗传学激活PMv中LepR神经元引起长时间觉醒

为了揭示PMv中LepR神经元与睡眠-觉醒行为的关系，作者利用化学遗传学操纵PMv中LepR神经元活性，无论是在小鼠活动期或非活动期，激活PMv中LepR神经元都可以引起小鼠长达5小时的觉醒量增加。提示激活PMv中LepR神经元可以模拟情绪性失眠的发生。

图4 化学遗传学激活PMv中LepR神经元引起长时间觉醒

4.化学遗传学抑制PMv LepR神经元的活性可以消除情绪刺激引起的觉醒增加

最后，为了确定PMv LepR神经元是否对情绪刺激引起的失眠是必要的，作者通过化学遗传学技术抑制PMv LepR神经元活性，再给予不同的情绪性刺激。结果发现CNO抑制PMv LepR神经元活性后，消除了情绪刺激暴露引起的入睡潜伏期的增加。同时，CNO抑制PMv LepR神经元活性，导致小鼠情绪性刺激暴露后觉醒量显著下降，NREM睡眠显著增加。以上结果提示，PMv LepR神经元在情绪性刺激诱导的失眠样行为的核心作用，也是治疗情绪性失眠的关键核团。

图5 化学遗传学抑制PMv LepR神经元的活性可以消除情绪刺激引起的觉醒增加

文章结论和启发

综上所述，给予小鼠不同的情绪性刺激（小鼠尿液、大鼠尿液或TMT等）可激活PMv中LepR神经元，引起小鼠失眠；化学遗传学抑制PMv中LepR神经元可以消除情绪刺激所诱发的失眠（图6）。该研究揭示了PMv中LepR神经元在情绪性失眠中的关键作用。这一发现不仅为理解情绪与睡眠之间的复杂关系提供了新线索和新视角，也为开发治疗情绪性失眠的新方法奠定基础。

图6 情绪性失眠的神经机制示意图

本研究通讯作者是复旦大学基础医学院黄志力教授、袁向山副教授、李文生教授。袁向山、项哲、江建波、袁芳为共同第一作者。曲卫敏教授，研究生张牧天、张凯莹、陈兆祎为本研究做出重要贡献。本课题得到科技创新2023中国脑计划重大研究项目和国家自然科学基金等项目的支持。

通讯作者介绍

黄志力，复旦大学特聘教授、博士生导师，现任复旦大学药理学系主任，中国睡眠研究会理事长。主要从事睡眠与失眠机制的研究，共发表研究论文与综述200多篇，其中SCI杂志收录120篇，包括Nature Neuroscience、Neuron、Lights、PNAS等国际著名高影响力SCI杂志。2014-2019年连续入选Elsevier中国论文被高引学者榜单。主持科技部国家新药创制“重大科技专项”、脑计划项目、国家基础研究973、国家自然科学基金重点项目、重点国际合作项目、国家杰出青年科学基金等多项课题。

袁向山，复旦大学副教授、博士生导师，学术兼职：中国睡眠研究会副秘书长、中国解剖学会人体解剖学与数字解剖学常务委员、上海市解剖学会理事等。获得中国解剖学会第三届“李继硕教授青年优秀论文奖”。主要以睡眠-觉醒调控的神经解剖学环路为研究方向，主持国家自然科学基金3项。研究成果以第一或通讯（含共同）作者在Cell Discovery、Current Biology、eLife等国际神经科学杂志发表。

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