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【最新研究】肌肉或許有助減緩睡眠障礙發生

10
August
2017

圖片來源:Designed by Onlyyouqj / Freepik

 

長久以來,對於「睡眠」的調控,我們總是將焦點關注在「大腦」調控機制上,並投入大量的金錢與時間進行研究。但近期一項研究的結果,在人體骨骼肌肉中的蛋白質可能存在這樣一個目標,同樣與睡眠的調控有關,更有機會成為除了大腦外,可對睡眠治療研究提供新的突破口。

 

研究團隊將焦點放到「BMAL1基因」上,因目前科學界僅熟知此基因在大腦中的調控人體日夜節律的重要性與機制,但對於其在人體其他地方上的作用狀態則不甚了解(註:BMAL1與CLOCK同屬調控日夜節律(circadian rhythm)的兩個核心基因,它們能推動下游基因的表現。此外,而Period-Cryptochrome(PER-CRY)則是抑制下游基因。)

 

圖:簡化的約日週期分子機制。CLOCK-BMAL1和PER-CRY之間的動態平衡所調控機制周期約是24小時,也建立了日夜節律的週期。(圖片來源:泛科學

 

 

這是一項由美國德州大學西南醫學中心-Peter O'Donnell Jr.大腦研究所與其他兩家醫療中心共同參與的研究,其研究成果刊載於最新一期的《eLife》期刊。

 

此研究藉由針對小鼠分為四組(如下圖),並進行一連串的睡眠限制/剝奪(sleep deprivation)。

圖:Rescuing Bmal1 in skeletal muscle restores daily non-rapid eye movement (NREM) sleep amount. (圖片來源:《eLife》期刊)

 

其結果發現:在小鼠肌肉中若存在有高水平的BMAL1可幫助牠們從睡眠限制的影響中恢復,反之,若肌肉中缺乏或BMAL1水平較低,則會干擾睡眠,該群小鼠會表現出嗜睡、睡眠剝奪後難以恢復等狀況。以BMAL1在小鼠肌肉中明顯的作用效果相比較,其在小鼠大腦中則幾乎沒有產生影響(如下圖)。

 

 

 

圖:Bmal1 muscle-overexpressed mice do not have altered levels of CLOCK:BMAL1-target  genes  in  the  brain  or  muscle. (圖片來源:《eLife》期刊)

 

此項發現,讓本研究計畫主持人之一西南醫學中心神經科學主席及霍華德·休斯醫學研究所研究員的Joseph Takahashi博士表示:「這一項發現完全出乎意料之外,能發現肌肉組織中的某些因素能向大腦傳遞影響睡眠的信號,同時改變了我們對睡眠控制方式的認識。如果人體存在類似的傳遞途徑,那麼未來將會有新的藥物靶點,能夠來治療睡眠障礙。」

 

 Dr. Joseph S. Takahashi,

圖:德州大學西南醫學中心Peter O'Donnell Jr.大腦研究所的神經科學專家Joseph S. Takahashi博士 (圖片來源:Science Daily Via UT Southwestern)

 

同時,這或許是對像飛行員、軍人等需要在工作中長時間保持清醒的人,可解決他們睡眠問題的一項好消息。此外,這也是鼓勵現在人維持適量運動、增加肌肉質量的一大理由。

 

參考閱讀

*1:J Christopher Ehlen, Allison J Brager, Julie Baggs, Lennisha Pinckney, Cloe L Gray, Jason P DeBruyne, Karyn A Esser, Joseph S Takahashi, Ketema N Paul. Bmal1 function in skeletal muscle regulates sleep. Elife. 2017 Jul 20;6. pii: e26557. doi: 10.7554/eLife.26557.

*2:Medical News Today 2017/08/04 報導《Muscle protein helps to control sleep

*3:泛科學《生理時鐘無所不在

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