骨骼肌也有生物钟？药物无需靶向大脑即可调控睡眠质量

该研究的作者Ketema Paul

加州大学洛杉矶分校（UCLA）的科学家首次证实一个脑外基因可以控制睡眠不足后的恢复能力。这是个令人惊讶的发现，将来药物无需进入大脑也可以调控睡眠质量。这个研究将为睡眠障碍治疗提供新的潜在靶点。

科学家指出，通过增加小鼠骨骼肌中调节睡眠模式的关键基因Bmal1的水平，小鼠的睡眠不足恢复能力显著提高。

UCLA综合生物学和生理学副教授兼该研究资深作者Ketema Paul说：“这是我们第一次意识到肌肉的重要性，起初我们并不相信，所以重复了几次实验，终于意识到这不是意外，这是真实的。”

研究结果即将发表在《eLife》期刊，研究首次揭示骨骼肌中存在生物钟，还可以与大脑通信。那些包括照顾新生儿或者工作时间不允许等在内所导致睡眠不足的人均可能成为这项研究的受益者。

神经生物学家兼UCLA脑科研究员Paul强调：慢性睡眠剥夺会增加心脏病，中风，糖尿病，传染病以及其他疾病的风险，克服睡眠不足可能会降低患上这些疾病的风险。然而这项研究报告指出骨骼肌中Bmal1的升高可能会帮助机体克服睡眠不足。

在研究中，研究人员使用分子遗传技术敲除了小鼠大脑和体内Bmal1基因，从而影响其恢复睡眠剥夺的能力。当研究人员恢复骨骼肌中的Bmal1基因时，小鼠能够迅速从睡眠不足中得以恢复；当恢复大脑中的Bmal1基因时，令人惊讶的是小鼠的睡眠剥夺恢复能力并没有增强。增加骨骼肌中该基因的表达水平也使得老鼠在睡眠剥夺较长时间后不再困倦。研究人员通过插入额外的Bmal1基因来提高Bmal1的表达水平。

“研究数据表明，Bmal1不仅负责睡眠障碍后的恢复能力，而且Bmal1在骨骼肌中的表达对该过程也是负责的。”Paul说。“当我们上调骨骼肌中Bmal1表达量时，小鼠对睡眠障碍的忍耐力也随之增加，这表明骨骼肌直接与大脑通信。”

此外，研究人员使小鼠保持清醒24小时，用脑电图测量了小鼠的脑活动，发现与没有额外的Bmal1的小鼠相比，Bmal1过度表达的小鼠的脑部活动更加活跃。在睡眠剥夺实验之后的24小时内，Bmal1增加的小鼠的睡眠需求显著少于其他小鼠。

同时，研究人员利用分子技术将小鼠骨骼肌中的Bmal1基因切除，发现这种切除损害了小鼠的睡眠剥夺恢复能力，这些老鼠睡着了。

研究人员没有观察到增加小鼠骨骼肌中Bmal1的表达量会对小鼠造成任何负面影响。

为什么睡眠研究人员现在才发现骨骼肌中Bmal1的重要性，Bmal1也是人类基因？

Paul解释道：“过去研究人员花费了大量时间在大脑中寻找相关基因。”

Bmal1是一种调控其他基因开启和关闭的关键基因。Paul说：“在未来，科学家们会研发一种能增加肌肉中Bmal1水平的药物，甚至直接提高Bmal1表达以更好地增强与大脑昼夜节律钟之间的通信。”

参考资料：J Christopher Ehlen et al. Bmal1 function in skeletal muscle regulates sleep, eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.26557；eLife