Curr Biol:这种令人羡慕的基因突变会导致自然短睡

如今，日常工作、学习和生活给我们带来了巨大的压力。可以说，在成人世界里，除了脱发、肥胖和其他事情都不容易。但我不得不说，人们的体质不能一概而论。有些人每天睡8个小时远远不够，而另一些人每天只睡4个小时。

自然短睡是指在没有外部压力和药物的作用下，平均终身睡眠时间短于6.5小时，没有睡眠习惯可以检测到有意识的不良生理反应。为什么这些人睡得少而不是？是什么赋予了他们令人羡慕、嫉妒和仇恨的能力？

2020年10月15日，加州大学旧金山分校傅惠、LouisJPtá？ek作为共同通讯的作者Cell子刊CurrentBiology杂志发表题为：MutationsinMetabotropicGlutamateReceptor1ContributetoNaturalShortSleepTrait的研究论文。

该研究发现代谢性谷氨酸受体是导致自然短睡的同一基因1（GRM1）两个不同的突变。更重要的是，携带基因突变的人和老鼠都有短暂的睡眠行为，大脑切片显示，这两种突变都改变了大脑的神经特征，增加了兴奋性突触传递，导致短暂的睡眠表。

众所周知，对大多数成年人来说，每天7-8保持身心健康需要一个小时的睡眠时间，但对于自然短睡的人来说，（NSSs）每天睡觉4-6小时就够了，对健康没有明显影响。

无可争辩的是，睡眠调节机制是一个非常复杂的过程。因此，为了了解自然短睡者和正常睡眠者之间的差异，傅和LouisPtá？ek共同领导的研究团队一直在寻找导致短睡行为特征的基因变异。

在这项研究中，研究人员向两个不相关的家庭报告了自然短睡眠（FNSS）在家里发现GRM1基因代谢型谷氨酸受体的两个不同位点的突变——mGluRs，细胞膜上常以二聚体形式存在的受体。

两者无关FNSS在家里发现GRM1两个基因突变

此前的研究表明，mGluR1/5参与广泛的生理过程，与睡眠调节有关。更重要的是，mGluR5敲除小鼠表现出严重的睡眠-觉醒稳态失调。然而，尽管有这些研究，但尚未证实mGluR1睡眠调节作用的直接证据。

值得注意的是，谷氨酸是一种兴奋性神经递质，但在大多数情况下，代谢性谷氨酸受体的激活会降低离子性谷氨酸受体的活性。因此，如果GRM1突变导致受体功能缺陷，因此谷氨酸介导的兴奋性突触传递应在表达该基因的神经元中增加。

在这方面，研究团队首先通过一系列体外实验证实，这两种突变都显示了受体介导信号转导功能的丧失，这表明GRM1突变确实会影响相关神经元的兴奋性突触传递。

突变的mGluR1s在TangoAssays中不太活跃

然后，研究小组通过CRISPR构建了基因编辑技术GRM1突变小鼠模型，并记录和分析这些小鼠的睡眠状况。他们发现，GRM1突变会导致睡眠时间的变化——GRM1突变小鼠的睡眠时间比正常小鼠短半小时左右。

GRM1突变减少了FNSS小鼠模型的总睡眠时间

此外，研究人员还在相关的电生理实验中GRM1谷氨酸介导的兴奋性突触传递在突变小鼠模型的脑切片中再次得到证实GRM1突变导致了受体功能的下降。也就是说，这两种突变都改变了大脑的神经特性，并增加了兴奋性突触传递。

事实上，傅惠教授以前也有类似的发现——ADRB1、NPSR1突变体可导致细胞兴奋性增加，这表明短睡基因突变可以通过增加神经元兴奋性来延长清醒时间。

Grm1突变改变了Grm1 神经元的电生理特性

遗憾的是，研究团队比较了之前发现的短睡眠基因——ADRB1、NPSR1，而且这两种基因的小鼠模型的睡眠时间都缩短了一个小时左右。因此，与它们相比，GRM1由突变引起的短睡表型略显微弱。

基于此，作者表示，这可能是其他遗传因素GRM1突变协同作用，共同改变身体所需的睡眠时间。在未来，它们将通过构建携带各种突变的小鼠模型来揭示这种可能性。

总之，这项研究表明，GRM1这是另一个短睡眠基因。有这种基因突变的人和老鼠会表现出更短的睡眠时间。同时，该研究还强调代谢性谷氨酸受体——mGluRs在调节人类睡眠中起着重要作用。

原始出处：

GuangsenShi,ChenYin,ZenghuaFan,etal.MutationsinMetabotropicGlutamateReceptor1ContributetoNaturalShortSleepTrait.CurrBiol.2020Oct10;S0960-9822(20)31441-X.doi:10.1016/j.cub.2020.09.071.