生物通报道：来自南京大学生命科学学院，生物医药技术国家重点实验室的研究人员发现一种小分子神经肽对机体经前庭外侧核介导的躯体姿势、运动平衡和负趋向性等相关运动行为的调控作用，挑战了传统理论，这不仅有利于认识这种神经，而且对于深入理解猝倒症的发病机制具有重要的临床指导价值，这一研究成果公布在神经科学顶级期刊《Neuron》上。
文章的通讯作者是南京大学生命科学学院室王建军教授，以及朱景宁副教授，由于其课题组的这一研究成果具有重大的神经科学基础理论意义和医学临床实际意义，Cell杂志社在同一期Neuron上还为他们的论文配发了由美国耶鲁大学医学院比较医学系系主任Tamas L. Horvath教授撰写的特邀评论（preview）“An arousing discovery on catalepsy: orexin regulates vestibular motor functions（Neuron, 2011, 69:588-590）”。
这种小分子神经肽即新近发现的Orexin，Orexin因其强烈的促食欲作用而得名。已经发现，起源于下丘脑外侧区/穹窿周区的中枢orexin能神经系统在机体能量代谢、药物成瘾、奖赏和情绪反应等许多非躯体性活动中发挥重要功能。有趣的是，orexin缺乏可致人和动物发生嗜睡-猝倒症（narcolepsy-cataplexy），一种表现为白天无法用意志控制的过多睡眠发作以及毫无预警的突然昏睡或猝倒。该病遍发于世界各地，且不分年龄种族。猝倒发作时患者虽意识清醒，但却因躯体肌肉张力的突然消失而瘫倒，并短暂丧失任何运动和行为能力，因而是一种极危险的运动性疾病。近年来，对orexin在睡眠觉醒和嗜睡症发作中的作用已日渐了解，但对其在躯体运动控制和猝倒症发病机制中的作用仍知之甚少，而对猝倒症也没有有效的治疗手段。
在这篇文章中，研究人员发现orexin能够直接兴奋大鼠皮层下肌张力调控中枢前庭外侧核（lateral vestibular nucleus）的主神经元并增强其敏感性，进而调控机体经前庭外侧核介导的躯体姿势、运动平衡和负趋向性等相关运动行为。特别有趣的是，内源性orexin对前庭外侧核运动调控的作用，在动物面临运动挑战（motor challenge）而非静息或一般运动时显得尤为关键；并且，动物面临的运动挑战愈大，这种来自下丘脑的orexin能神经调控对经前庭外侧核介导的运动执行就愈显得关键。该项工作不仅揭示了orexin对中枢运动结构有直接的兴奋性作用，而且强烈地提示：对中枢运动结构的orexin能神经支配缺失和/或功能紊乱很可能是orexin缺陷导致猝倒症的重要病因之一。
这项研究结果挑战了orexin缺陷导致猝倒症的病因是由于其影响中枢睡眠觉醒系统或奖赏系统的传统理论，为揭示中枢orexin能神经系统新的生理功能——运动调控提供了直接的证据。研究成果不仅对于全面认识orexin的生理功能具有重要的基础理论意义，而且对于深入理解猝倒症的发病机制具有重要的临床指导价值，有助于临床治疗新策略、新药物和新靶点的研发。
原文摘要：
A Role for Orexin in Central Vestibular Motor Control
Highlights
Orexin excites LVN neurons via Na+-Ca2+ exchangers and inward rectifier K+ channels
Orexin increases LVN neuronal activities and enhances their sensitivities
Orexin elicits postural changes and promotes vestibular-mediated movements
Orexinergic innervation is critical for motor control during major motor challenges
Summary
The absence of orexin results in narcolepsy-cataplexy. While the function of the central orexinergic system in sleep regulation has been well studied, the role of orexin in motor control is largely unknown. Here, we show that orexin-A acts via OX1 and OX2 receptors to directly depolarize neurons in the rat lateral vestibular nucleus (LVN), a subcortical motor center, and enhance their sensitivity. A dual ionic mechanism involving both Na+-Ca2+ exchangers and inward rectifier K+ channels underlies these effects. Furthermore, orexin-A regulates central vestibular-mediated posture, motor balance and negative geotaxis. Orexin is critical when an animal is facing a major motor challenge as opposed to during rest and general movements. Therefore, orexin participates not only in sleep and emotion (nonsomatic) but also in motor (somatic) regulation, suggesting that the central orexinergic system plays an important role in somatic-nonsomatic integration. These findings may account for why the absence of orexin results in narcolepsy-cataplexy.
作者简介：
王建军
南京大学生命科学学院生理学教研室主任、教授、博士生导师、“江苏省高等学校生理学重点学科”首席学科带头人。
主要从事小脑和中枢运动结构的神经生物学研究，作为项目主持人完成过由国家自然科学基金和其他省部级科研基金资助的研究项目21项。已在SCI收录的国际学术刊物和国内核心学术刊物上发表研究论文80余篇，综述13篇；主持翻译了教育部推荐的“国外生命科学类优秀教学用书Neuroscience: Exploring the Brain（神经科学：探索脑，高等教育出版社，2004）”；参加编写神经生物学方面的学术专著和教科书13本。
主持的小脑神经生物学研究项目获得过“江苏省科技进步奖”一等奖和“南京十大科技成果奖”；个人获得过“江苏省有突出贡献的中青年学者”称号和“宝钢教育基金优秀教师”一等奖。
目前担任中国生理学会常务理事兼教育工作委员会主任委员、中国神经科学学会常务理事兼教育工作委员会副主任委员、江苏省生理学会副理事长、《生理学报》副主编、“Neuroscience Bulletin”编委会常务编委、《中国应用生理学杂志》和《神经解剖学杂志》编委会委员。
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