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2篇连发!温医大眼视光陈江帆团队合作发现40赫兹闪光可促进睡眠及具有缓解脑部疾病的转化潜力

作者:孙晓婷 核稿:    文章来源:学科建设与科研管理部    点击量:    发布时间:2024/8/12 17:01:09

脑胶质淋巴-淋巴系统(glymphatic-lymphatic system)通过清除脑实质细胞外代谢废物,在维持大脑稳态中发挥关键作用。动物和人体研究已经发现了调节脑胶质淋巴系统的几个重要生理因素,包括睡眠、水通道蛋白-4AQP4)和血流动力学因素。然而,对脑胶质淋巴系统调节的理解是有限的,这阻碍了以脑胶质淋巴为基础的治疗衰老和神经退行性疾病的发展。

202486日,我院陈江帆团队在Cell Discovery 在线发表题为40 Hz light flickering facilitates the glymphatic flow via adenosine signaling in mice的研究论文,该研究从脑脊液荧光示踪、清醒小鼠活体双光子和动态对比增强磁共振成像分析中得到证据,表明40Hz闪光在不依赖于麻醉和睡眠的情况下增强了脑胶质淋巴,这种效应归因于星形胶质细胞AQP4极化增加和血管舒缩(vasomotion)增强。


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腺苷-A2A受体(A2AR)信号是40Hz闪光增强脑胶质淋巴流动的神经化学基础。这一效应通过脑脊液腺苷水平的增加,平衡核苷酸转运体-2或A2AR的药理学或遗传失活消除了增强的脑胶质淋巴流动,以及通过培养的星形胶质细胞中A2AR -AQP4存在物理和功能相互作用得到验证。该研究的发现确立了40Hz闪光作为一种非侵入性方法,腺苷信号作为增强类淋巴流动的重要调节因子,具有将此策略转化为治疗神经系统疾病的潜力。


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另外,今年28日,陈江帆教授还与我院瞿佳教授、张康教授以及温医大附二医蔡晓红教授共同通讯在Cell Research 在线发表题为40 Hz light flickering promotes sleep through cortical adenosine signaling的研究论文,该研究证明了40Hz闪光30分钟后,初级视觉皮层(V1)和其他大脑区域的细胞外腺苷水平立即持续增加(闪烁后长达3小时),且该现象具有频率、强度依赖性。该研究发现40Hz闪光增强的腺苷细胞来源是神经元而非星形胶质细胞,且该效应可能与细胞内AMPK相关的能量代谢途径有关,以及由平衡核苷转运体-2 (ENT2)介导腺苷从胞内释放到胞外。重要的是,40Hz(而不是2080Hz)闪光30分钟后增强了小鼠夜间睡眠2-3小时,且该促眠效果是由ENT2所介导,进一步验证了分子释放机制。同时,通过使用局部腺苷灌注、细胞损毁和化学遗传学等方法,最终确认V1是调节40Hz闪光引发睡眠效应的关键核团。最后,作者收集了49例青少年睡眠障碍患者。实验发现40 Hz闪光30分钟能改善患者的睡眠潜伏期、睡眠效率和夜间觉醒次数等。该研究结果确定了V1ENT2介导的腺苷信号是40Hz闪光诱发睡眠的神经化学基础,并揭示了一种新的非侵入性治疗失眠的方法,这种疾病影响着世界上20%的人口。

总的来说,这些发现证实了40Hz闪光作为一种新的非侵入性策略,腺苷信号作为重要调节因子,具有将此策略转化为治疗神经系统疾病的潜力,并具有促进睡眠的独特优势,安全性显著且起效迅速。


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