原標題: 睡不好,腦子為啥就不好使?頂尖科學家激烈探討,調節晝夜節律可否治療神經退行性疾病
為什麼人越老生物鐘越弱?為什麼睡不好腦子就不好使?晝夜節律與神經退行性疾病有什麼關係?與每個人息息相關的科學問題,也是科學家們關注的焦點。昨天下午舉行的「世界頂尖科學家腦科學與神經退行性疾病峰會」圓桌論壇上,頂尖專家對上述問題展開激烈討論。
晝夜節律為何是24小時
「晝夜是拉丁文,它並不是標準的24小時。講到人類,我們的生物鐘每天都放緩了15分鐘。」麥可·羅斯巴什教授2017年因發現了「生物體控制晝夜節律的分子機制」榮獲諾貝爾生理醫學獎,他直言,「我們看到晝夜節律的周期是24小時,為什麼不是20小時或27小時?這肯定是生物、化學結構所造成的,可以說是非常重要的生物化學反應。」
麥可·羅斯巴什及其團隊在對果蠅實驗中發現,果蠅雖只有10萬個神經元,僅僅是人類腦細胞的百萬分之一,但這10萬個神經元中,只有75對神經元突觸對晝夜節律產生了非常大的影響,由此組成晝夜迴路。「這與我們35年前的預測十分相似,這些就是果蠅關鍵的晝夜神經元,它主宰著睡眠、覺醒,它們從外部世界接收輸入因素,比如光和黑暗的信息,同時也接收來自內部的輸入,比如果蠅的神態狀態。」
節律亂了會不會病情加重
時至今日,很多論文顯示晝夜節律加強,可能緩解神經退行性疾病。麥可·羅斯巴什說,阿爾茨海默症患者常常睡眠不好,白天總想睡覺;如果晚上儘可能減少光照,可能緩解這方面的症狀。不過至今還沒有足夠的臨床研究支持這一背後機制。
中國科學院院士蒲慕明教授對此提出疑問,「不斷打破晝夜節律,是不是會加重神經退行性疾病的症狀?文獻當中肯定提及過,但現實例子又不一樣。例如飛行員這類工種,經常會有時差問題,但並沒有數據顯示這一群體更易患上神經退行性疾病。」
在蒲慕明看來,理論上衰老是由能量消耗所驅動的,例如「吃得少一點」可以控制亨廷頓舞蹈症,也可能是一種延緩衰老方法;原理可能是吃得少,線粒體降低了應力。同理,長期睡眠缺乏會加速衰老、縮短壽命,畢竟睡眠需求應該是基本的代謝方面需求。
可否通過激活神經元治病
麥可·羅斯巴什分析,從快半世紀的睡眠研究來看,可以找到睡眠與壽命之間的關係,即睡得太多或太少,都可能縮短壽命。這是非常有意思的假設。「嚴謹角度分析,我們無法直接做出這樣的結論,因為不知道是否有潛在疾病引起睡眠模式的改變,或者疾病在其中發揮的作用更為關鍵。」
有沒有方法可以啟動和激活神經元,緩解神經退行性疾病?大隅良典教授2016年因「對闡明自噬的分子機制及其生理意義」榮獲諾貝爾生理醫學獎,「幾乎所有細胞都有自噬,但神經元沒有自噬。所以,神經元當中的自噬行為非常特殊,神經元不會分裂,沒有稀釋機制。」他認為,「自噬對於神經元反而更加重要,這樣就可以保證神經元的細胞質清潔。」
可否在特定的模型(比如神經退行性疾病模型)中增加或減少自噬,以此看到疾病的緩解或加重?大隅良典認為,這是很好的解決之道,但自噬當中需要哪個蛋白質降解,迄今在化學領域研究還很匱乏。「或許研究一些特定神經元的自噬機制,再去看看細胞中的自噬調節機制,將能為治療神經退行性疾病帶來靈感。」
光遺傳學創始人之一吉羅·麥森伯克教授表示,此前已有研究顯示,降低氧化還原反應的壓力,果蠅會睡眠障礙,壽命也會縮短,「如果我們的假設是正確的話,就可以預測到通過控制在源頭的氧化還原反應,改善晝夜節律。