人类将近三分之一的时间都在沉睡，但睡眠仍然是生物学中最持久的谜团之一。关于什么样的遗传或分子力量驱使睡眠需求知之甚少 – 直到现在。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员在对12,000多种果蝇的研究中发现了一种叫做nemuri的基因，它增加了对睡眠的需求。这些结果发表在科学杂志上。
这是一种果蝇已被细菌感染的果实图像，显示脑中的nemuri表达（绿色） – 单个神经元及其在大脑两侧的投射。 图片来源：宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院Amita Sehgal; 科学
NEMURI蛋白以其固有的抗菌活性与细菌作斗争，并且由大脑中的细胞分泌，以在感染后驱动长时间的深度睡眠。
“尽管睡眠和治疗之间存在紧密相关的常见概念，但我们的研究直接将睡眠与免疫系统联系起来，并为病人睡眠时间的增加提供了可能的解释，”资深作者Amita Sehgal博士说，他是神经科学教授和导演。宾夕法尼亚大学的时间生物学计划。
没有nemuri基因，在每日睡眠期间更容易引起果蝇，并且减少了由于睡眠剥夺或感染引起的对睡眠增加的急性需求。另一方面，睡眠缺乏增加了对睡眠的需求，并且在某种程度上增加了感染，刺激了nemuri在靠近大脑中已知的睡眠促进结构的一小群苍蝇神经元中表达。与未感染的对照蝇相比，过表达的nemuri增加了细菌感染的果蝇的睡眠并导致其存活率增加。
为了应对感染，NEMURI似乎可以杀死微生物，最有可能是在果蝇身体的外围部位，并通过其在大脑中的作用来增加睡眠。研究人员表示，像抗菌肽（AMP）这样的NEMURI等多种分子具有多种功能，可以帮助对抗感染，但它的睡眠促进作用对宿主防御同样重要，因为疾病期间睡眠增加可促进生存。苍蝇。
此外，作者还指出，细胞因子如白细胞介素-1（IL-1）是一种免疫细胞分子，与人类睡眠有关。IL-1可以在与AMP相同的途径中起作用，并且在长时间的清醒后累积并且似乎促进睡眠。在哺乳动物中，细胞因子可以诱导AMP的产生，但AMPS也可以影响细胞因子的表达。鉴于这种相互交织的关系，研究人员得出结论，NEMURI是免疫功能和睡眠之间的工作联系。
“在我们生病的时候，在高度睡眠需要的条件下，NEMURI蛋白质是保持睡眠正常的真正驱动力，”第一作者，Sehgal实验室的博士后研究员Hirofumi Toda博士说。“在我们工作的下一阶段，我们计划调查NEMURI驱动睡眠的机制。”
来自Sehgal实验室的Julie Williams和Michael Gulledge也是本文的共同作者。这项工作由霍华德休斯医学研究所和国立卫生研究院（R01GM123783 402）资助。
故事来源：
材料由宾夕法尼亚大学医学院提供。