나고야 대학의 야마나카 쇼히로 교수 등의 연구 그룹은 니가타 대학, 오카야마 대학과의 공동 연구에서 'GABA 작동성 신경'이라 불리는 신경이 논렘 수면을 조절한다는 것을 발견했다.
수면과 각성에 관련된 신경계에 대해서는 지금까지 많이 불분명했다.중뇌의 복측 피개야에는 쾌감과 그 보상 행동에 관여하는 도파민 신경이 존재하기 때문에 쾌감과 보상 행동에 관한 연구가 이루어져 왔다.복측 피개야에는 GABA 작용성 신경도 많이 존재하고 있지만, 그 역할의 연구는 충분하지 않았다.
연구 그룹은 이 복측 피개야(VTA)의 GABA작용성 신경(VTA-GABA)에 주목.우선, 유전자 변형 마우스에 의해 GABA 작용성 신경에만 유전자 발현을 유도.그 후 화학유전학(화학물질에 의해 신경활동을 제어하는 유전학적 기술)을 적용하여 VTA-GABA 신경을 활성화시키면 마우스의 논렘 수면시간이 증가했다.한편, 광유전학(빛으로 활성화하는 단백질을 이용한 유전학)을 적용하여 VTA-GABA 신경을 억제하면 논렘 수면으로부터 즉시 각성하였다.
또한, 형광 강도를 변화시킬 수 있는 단백질을 VTA-GABA 신경에 특이적으로 발현시켰다.빛에 의해 신경 활동을 측정하는 「파이버 포토메트리」에 의하면, VTA-GABA 신경의 활동은 논렘 수면시에 높아지는 것이 판명.또한 VTA-GABA 신경과 마찬가지로 시상 하부에 있는 오렉신 신경(각성 유지·수면 제어에 관련된 단백질 오렉신을 생산하는 신경)과의 관계를 검토.그 결과, VTA-GABA 신경은 오렉신 신경에 직접 투사하여 그 활동을 억제하고, 논렘 수면을 유도하고 있었다.
수면 유도 약물의 대부분은 장기 복용으로 약물 의존성을 유발합니다. VTA-GABA 신경신경은 의존과 보수에 관련된 도파민 신경과의 기능 연관이 상정된다.이번 연구 성과가 향후 의존 형성의 메커니즘 해명으로 이어질 것으로 기대된다.
논문 정보:【eLife】GABA neurons in the ventral tegmental area regulate non-rapid eyemovement sleep in mice