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神経科学：興奮性ニューロンでのキナーゼシグナル伝達は睡眠の量と深度を調節する
Nature 612, 7940 doi: 10.1038/s41586-022-05450-1
神経回路レベルでの睡眠と覚醒の調節の解明は進んできている。しかし、睡眠を調節する細胞内シグナル伝達経路や、そのような細胞内機構が働くニューロン群については、ほとんど分かっていない。今回我々は、マウスにおいて順遺伝学的手法を用いて、ヒストン脱アセチル化酵素4（HDAC4）が睡眠調節分子であることを明らかにする。塩誘導性キナーゼ3（SIK3）の基質であるHdac4のハプロ不全は、睡眠を増加させた。対照的に、SIK3またはその上流キナーゼであるLKB1をニューロンで欠失させたマウスや、SIK3によるリン酸化に抵抗性のHdac4S245A変異マウスでは、睡眠の減少が見られた。これらの知見は、LKB1–SIK3–HDAC4が、睡眠と覚醒を調節するシグナル伝達カスケードを構成していることを示している。我々はまた、特定のニューロンや脳領域で、SIK3とHDAC4を標的とした操作も行った。その結果、大脳皮質と視床下部に位置する興奮性ニューロンにおけるSIK3シグナル伝達が、それぞれノンレム睡眠時の脳波デルタ波成分とノンレム睡眠の量を正に調節することが分かった。シナプス機能に関連する転写産物のサブセットは、Sik3機能獲得型対立遺伝子の発現や睡眠不足により、皮質のグルタミン酸作動性ニューロンで共通して調節された。これらの知見は、ノンレム睡眠の量と深度が、共通の細胞内シグナルを通じて、異なるグループの興奮性ニューロンによって調節されることを示唆している。本研究は、ノンレム睡眠を制御する細胞内事象と回路レベルの機構を結び付けるための基盤を提供するものである。
