利用雄性TRAP2-red小鼠研究清醒状态和矛盾睡眠（REM睡眠）期间激活的下丘脑神经元的分布差异：食欲素、MCH、Lhx6以及新标记物Meis2的贡献

《Sleep》：Comparative distribution of the hypothalamic neurons activated during wakefulness and paradoxical (REM) sleep using male TRAP2-red mice: contribution of orexin, MCH, Lhx6 and a new marker Meis2

通过比较清醒状态和快速眼动睡眠回波（PSR）状态下下丘脑神经元的活动特征，研究发现前下丘脑区、外侧下丘脑区和视交叉上核在PSR期间激活程度更高，而视前下丘脑核、视上核等区域在清醒时更活跃。MCH和Lhx6神经元主要在PSR期被激活，而Orx神经元在清醒时更显著激活。值得注意的是，约20%的PSR激活神经元表达Meis2，这为揭示睡眠-觉醒调控机制提供了新线索。

　　

摘要

研究目的

矛盾睡眠（Paradoxical Sleep, PS）是一种涉及多个下丘脑神经元亚群的状态，其中许多亚群的神经化学特性尚未被明确。我们的目标是比较在清醒状态或矛盾睡眠恢复期（Paradoxical Sleep Recovery, PSR）下活跃的下丘脑神经元，并探索它们之间的潜在重叠，重点关注黑素浓缩激素（Melanin-Concentrating Hormone, MCH）、食欲素（Orexin, Orx）、Lhx6以及一类新的表达Meis2的神经元。

方法

在同一只雄性TRAP2-red小鼠中，分别在清醒状态（4小时）和矛盾睡眠恢复期（2小时）激活的神经元会表达TdTomato和c-Fos蛋白。通过双重标记和三重免疫荧光技术结合神经化学标记物，对下丘脑结构中的细胞群体进行了表征和定量分析。

结果

十二个下丘脑结构显示出不同的激活模式。前下丘脑区域（Anterior Hypothalamic Area, AHA）、不確定带（Zona Incerta, ZI）和结节核（Tuberal Nucleus）在矛盾睡眠恢复期激活的神经元数量多于清醒状态；而室旁下丘脑（Paraventricular Nucleus, PVN）、视上核（Supraoptic Nucleus, SO）、副下丘脑核（Parasubthalamic Nuclei）和视交叉后区（Retrochiasmatic Area）主要在清醒状态下激活。MCH和Lhx6神经元主要在矛盾睡眠恢复期被激活，而食欲素神经元在清醒状态下更活跃。MCH神经元的腹侧亚群在矛盾睡眠恢复期的激活程度高于背侧亚群。此外，ZI中约30%的c-Fos阳性神经元和LHA中约20%的神经元表达了Meis2蛋白。总体而言，现在已有约20%的矛盾睡眠恢复期激活的下丘脑神经元得到了神经化学上的鉴定。

结论

我们的研究发现了在AHA、ZI和结节核中在矛盾睡眠恢复期激活的新神经元亚群。我们进一步证实Meis2蛋白在矛盾睡眠恢复期激活的神经元新亚群中存在表达。总之，利用雄性TRAP2-red小鼠得到的结果有助于表征清醒状态和矛盾睡眠恢复期激活的细胞群体，为研究这些神经元在维持警觉状态中的作用提供了实验基础。

图形摘要

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