帕金森?。≒D）的上海受體神經特征為基底神經節（BG）多巴胺能細胞進行性丟失，患者伴有嚴重的醫學院黃陽性元調睡眠障礙，包括白天過度嗜睡等。志力組發狀體背側紋狀體作為BG的課題控覺主要信息入口，整合谷氨酸、現背醒多巴胺、側紋腺苷等睡眠覺醒相關的多巴神經遞質及調質信息，提示其可能調控睡眠覺醒行為。上海受體神經

近日，醫學院黃陽性元調上海醫學院黃志力課題組發現背側紋狀體多巴胺D1受體（Dopamine D1 receptor，志力組發狀體D1R）陽性神經元參與覺醒的課題控覺啟動和維持。相關研究成果以《紋狀體多巴胺D1受體陽性神經元促進小鼠覺醒》（Striatal neurons expressing dopamine D1 receptor promote wakefulness in mice）為題，現背醒在線發表于Current Biology。側紋

研究團隊利用光遺傳學、多巴化學遺傳學、上海受體神經光纖鈣信號測定神經元活性和腦電/肌電記錄等方法研究了背側紋狀體D1R神經元調控睡眠覺醒的作用及神經環路。結果發現光遺傳學激活背側紋狀體D1R神經元誘導小鼠從非快眼動 (non-rapid eye movement，NREM) 睡眠到覺醒的快速轉變，而抑制紋狀體 D1R 神經元活性，顯著減少小鼠覺醒時長。結果提示紋狀體D1R 神經元參與調控覺醒。

神經元鈣活動結果顯示：紋狀體D1R 神經元在覺醒期高度活躍，在NREM睡眠期安靜。高頻聲音刺激、足底電刺激或噴氣等提高小鼠覺醒度，均可活化紋狀體 D1R 神經元。多通道光纖記錄發現：紋狀體D1R 神經元的活動與其上游核團神經元高度同步，包括前額葉皮層（prefrontal cortex，PFC）和背內側丘腦（mediodorsal thalamus，MD）等?；瘜W遺傳學抑制上游PFC和MD神經元活性，可減弱紋狀體 D1R 神經元活動度。光遺傳學激活上游通路（皮質-紋狀體、丘腦-紋狀體以及黑質-紋狀體）可以誘導小鼠覺醒。研究紋狀體 D1R 神經元下游通路，發現光遺傳激活紋狀體-蒼白球內側部 (entopeduncular nucleus, EP, also called GPi)和紋狀體-黑質網狀部 (substantia nigra pars reticulata, SNr)，D1R 神經元釋放GABA遞質，抑制蒼白球內側部和黑質網狀部的睡眠核團，可促進小鼠覺醒。以上結果表明：紋狀體 D1R 神經元整合上游信號，通過下游核團（蒼白球和黑質）調控小鼠覺醒。

圖：紋狀體多巴胺D1受體陽性神經元調控覺醒的機制

紋狀體D1R 神經元整合上游前額葉皮層（PFC）、背內側丘腦（MD）和黑質致密部（substantia nigra pars compacta, SNc）信號，通過釋放GABA抑制下游核團蒼白球(EP)和黑質網狀部(SNr)，調控小鼠覺醒。

黃志力課題組聚焦BG調控睡眠覺醒的作用和機制研究。前期發現背側紋狀體(Elife, 2017) 和腹側紋狀體伏隔核(Nat Commun, 2017) 腺苷A2A受體神經元調控NREM睡眠；伏隔核D1R 神經元調節覺醒(Nat Commun，2018)， 并參與七氟烷的麻醉蘇醒(Curr Biol, 2021)。

本研究揭示了背側紋狀體D1R 神經元調控覺醒及神經環路機制，為覺醒調控體系增加了新核團，為相關疾病伴發睡眠障礙的治療提供潛在策略。

文章信息及鏈接：

Hui Dong, Ze-Ka Chen, Han Guo, Xiang-Shan Yuan, Cheng-Wei Liu, Wei-Min Qu*, and Zhi-Li Huang*. Striatal neurons expressing dopamine D1 receptor promote wakefulness in mice. Current Biology, 2022. 

https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.12.026

文章作者介紹：

黃志力和曲衛敏教授為本文共同通訊作者，課題組董輝、陳澤卡、郭涵及袁向山為論文共同第一作者。該研究受國家自然科學基金和“腦科學與類腦研究”重大項目等基金支持。

制圖：實習編輯：王風范責任編輯：李斯嘉