睡得好，长得高！丹扬院士最新Cell论文，揭开睡眠促进生长激素释放的神经机制
2025-07-07
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iNature 2025年6月24日，丹扬团队在Cell在线发表题为“Neuroendocrine circuit for sleep-dependent growth hormone release”的研究论文，该研究证明了在快速眼动（REM）和非REM（NREM）睡眠期间增强的GH释放是如何受到表达GH释放激素（GHRH）和生长抑素（SST）的不同下丘脑神经元的睡眠觉醒依赖性活动的调节的。 弓状核中的SST神经元通过抑制刺激GH释放的附近GHRH神经元来抑制GH释放，而脑室周围SST神经元通过投射到正中隆起来抑制GH的释放。GH的释放与REM睡眠期间GHRH和SST活性的强烈激增有关，但在NREM睡眠期间，GHRH适度增加，SST活性降低。此外，研究人员发现了一种负反馈通路，其中GH增强蓝斑神经元的兴奋性并增加觉醒。这些结果阐明了睡眠和激素调节之间双向相互作用的回路机制。
睡眠是恢复身体和大脑活力的重要过程，睡眠不足与许多健康问题有关。除了认知和情绪障碍外，睡眠不足还会增加患糖尿病、肥胖和心血管疾病的风险。睡眠影响各种组织和器官的一个重要机制是神经内分泌调节。睡眠不足已被证明会破坏多种激素的平衡。
众所周知，生长激素（GH）可以促进蛋白质合成、刺激脂肪分解和调节葡萄糖稳态，它在发育和成年期间的肌肉和骨骼生长中起着至关重要的作用。GH缺乏会导致瘦体重减少、内脏脂肪增加、胰岛素抵抗和心血管风险增加，类似于睡眠剥夺的许多有害影响。GH释放已被证明与睡眠密切相关。然而，睡眠和GH信号之间相互作用的机制尚不清楚。
机理模式图（图源自Cell）
为了解决这一知识差距，研究人员探究了睡眠如何影响GH控制神经内分泌回路的活动，以及GH信号如何反过来影响睡眠。已知垂体前叶生长激素细胞产生和释放GH受到GH释放激素（GHRH）的刺激，并受到下丘脑不同神经元群体释放的生长抑素（SST）肽的抑制。
通过光遗传学和化学遗传学操作，描述了下丘脑GHRH和SST神经元的活性与GH释放之间的因果关系。钙光度测定和电极记录表明，下丘脑中GHRH和SST神经元的活性都受到睡眠-觉醒状态的调节，揭示了快速眼动（REM）和非REM（NREM）睡眠期间GH释放增强的不同机制。此外，还发现了一种以前未被发现的负反馈通路，其中GH增强蓝斑（LC）中去甲肾上腺素能神经元的兴奋性并促进觉醒。
