科学家们业已找到两种与睡眠相关的基因:一种是在瞌睡狗身上,另一种是在老鼠身上;当时这些动物正处于突变型发作性睡眠病状态。这些新发现直接导致对具有发作性睡眠病的病人新治疗方法的诞生,而且有助于科学家们去研制更好的睡眠丸剂。
具有发作性睡眠病的人会在大白天里突然倒在一个地方呼噜鼾睡,而这种病征通常又会给夜间的正常睡眠造成障碍。处于发作性睡眠状态中的狂笑或情绪紧张还会使病人的全部肌肉突然丧失控制力。医学上将这种病状叫做“猝倒”。
这种错综复杂的精神障碍征状,长期以来一直是斯坦福大学医学院的伊曼纽尔 · 米格诺特致力研究的对象。他仍然保持着美国民俗学家的本色,他饲养着患有发作性睡眠病征的猎犬。这些身强力壮、充满活力的狗往往会莫名其妙的大白天打起盹来而且嗜睡不止,即便是它们处于极其兴奋的状态时,也会突然萎靡不振,猝倒后昏昏欲睡。
当人类的发作性睡眠基因出现紊乱且变得复杂时,可以发现,人类发病与狗的发病形式一样,显然都是由一种基因产生的。约在10年前,米格诺特就决定探找这种基因。经过一段不长时间的研究后,他发现这种病实际上是一种“犬类发生症”。“几乎人人都在轻蔑地嘲笑我,认为我的发现是一种幻觉",他委用地说。
通过对患有发作性睡眠病征的狗之遗传DNA排序图案的观察,看看图案是否受到影响。米格诺特和他的同事们将一种必须存在的被称为发作性睡眠病基因的狗染色体6的一部分封闭起来。最后他们发现,患有发作性睡眠疾病的狗存在的生物遗传物质能发生可遗传性变异,并在一个小范围内,使一个DNA位插入一个单基因里。在同样的基因中,患有发作性睡眠病的几只拉布拉多狗也存在一种基因突变,一种遗传缺失。
正如《细胞》杂志8月刊报道的那样,他们捕获了一种叫做“痴呆小病者受体2”的基因,受体2是位于神经细胞中的一种蛋白编码的密码称呼。其受纳体对痴呆小病者1和痴呆小病者2产生反应。最近发现其神经介质是由一个单先兆蛋白形成的。
西南犹他州霍华德 · 休斯医疗研究所的松坂山口给这种“痴呆小病者”取了个新的名字。他管它们叫“Orexins”,在希腊语中是“饥饿者”的意思。因为近几年来,他的研究小组发现,将药物注入到老鼠身上,会使动物产生饥饿。他的小组现在已将一种变异体作为二种神经介质的先质蛋白混入老鼠的一个基因中,使其繁殖。
直到人们使用一部红外线摄像机在夜间拍摄到这种啮齿动物的行为之后,科学家们才注意到这种变异动物的某些变化——夜晚正是老鼠们最为活跃的正常时间。
“让这些老鼠转圈跑,对它们进行训练,不断给它们喂食。总之让它们做你认为可行得通的任何事情。然后突然使它们的一切活动停止。这时,老鼠们会全部簇拥在一个角落里。它们会变得悄然无声,毫无动静,就好像一瞬间突然都死光了一样”,松坂山口说,“在一、二分钟之后,老鼠们又会重新开始正常的活动,就好像此前什么也没有发生一样”。
以每4小时为一个周期,一只老鼠会在一系列活动中,重复出现动作27次之多。起初研究人员认为这是癫痫病在发作,并提出了某些假设。他们将超微细电极置入老鼠身上以便记录老鼠大脑的电波活动。
这一下研究人员终于弄清,有睡眠突变体的老鼠并不存在癫痫发作。它们会突然处于一种深睡状态,这就是众所周知的REM睡眠。“一系列事件中的某些事件也可以是猝倒性事件发生的原因”,松坂山口提醒道。
他的研究伙伴、波斯顿市贝思 · 伊斯雷尔 · 迪肯尼斯医疗中心的克利德 · B · 萨帕也曾指出,产生饥饿的脑细胞是与失眠和睡眠脑区息息相关的。此外,萨帕的研究小组还发现了一种叫做modafinil的药物,它是一种专门治疗患发作性睡眠病征的药物,它能对产生饥饿的脑细胞进行有效治疗。
“它对保持人类的大脑清醒有着极好的疗效,但迄今仍无法弄清这种药物的疗效机理",萨帕说。
将新的发现集中起来所得到的结论是,患痴呆小病者和饥饿者的病因都有助于使动物保持清醒。然而,患发作性睡眠病的人在其与神经介质或它们的受体相关的基因中是否也存在突变体?“有 几种可能",米格诺特说。但他同时也指出,与其神经系统相关的问题,是最为错综复杂的。
“总之,控制痴呆小病者和饥饿者的病征,会有助于发作性睡眠病的医治”,米格诺特指出。那些对化合物的受体有所妨碍的药物也能证明其效力远比市场上流行的那些睡眠药丸好,因为这类药丸很难形成正常的REM睡眠。“抑制这种饥饿机理会导致一种自然的睡眠状态发生",松坂山口说。
研究人员还认为,这些新的神经介质可以帮助解释喂食与睡眠之间的许多确证的关系。“饥饿细胞有可能包括在喂食方面的唤醒机理中”,萨帕说,“这种唤醒机理通常会激励你去寻找可吃的食物。这其中还有少数比食物更能激发你去寻找的动因。同时,也存在一些极渺小的其他动因,这些动因会使你感到比满足和享受一顿饱餐更加需要的是睡眠”。
[ Science News, 2000年1月14日]