如今，每天的工作、學習和生活都令我們壓力山大，可以說，在成年人的世界里，除了脫發(fā)、肥胖和犯困之外，其他的都不容易。但不得不說的是，人和人的體質不能一概而論，有的人每天睡 8 個小時還遠遠不夠，而有的人每天只睡 4 個小時卻綽綽有余。

自然短睡眠是指為在無外界壓力，無藥物的作用下，終生平均睡眠時間短于 6．5 小時，且無任何可檢測可自覺的不良生理反應的睡眠習慣。為什么這些人能夠做到睡得少且不犯困？是什么賦予了他們這種令人羨慕嫉妒恨的能力呢？

2020 年 10 月 15 日，美國加州大學舊金山分校傅嫈惠、Louis J Ptá?ek 作為共同通訊作者在 Cell 子刊 Current Biology 雜志上發(fā)表題為：Mutations in Metabotropic Glutamate Receptor 1 Contribute to Natural Short Sleep Trait  的研究論文。

這項研究發(fā)現(xiàn)了導致自然短睡眠的同一基因——代謝型谷氨酸受體1（GRM1）的兩個不同的突變。更重要的是，攜帶該基因突變的人和小鼠都表現(xiàn)出了短睡眠行為，且大腦切片顯示，這兩種突變都改變了大腦的神經(jīng)特性，增加了興奮性突觸傳遞，導致短睡眠表型。

眾所周知，對于大多數(shù)成年人來說，每天 7－8 個小時的睡眠時間是保持身心健康所必需的，但對于自然短睡眠者（NSSs）來說，每天睡 4－6 小時就足夠了，并且不會對健康產(chǎn)生任何明顯的負面影響。

無可爭辯的是，睡眠的調(diào)節(jié)機制是一個十分復雜的過程，因此，為了了解導致自然短睡者和正常睡眠者之間這種差異的機制，傅嫈惠和 Louis Ptá?ek 共同領導的研究團隊一直在尋找導致短睡行為特征的基因變異。

在此項研究中，研究人員報告了在兩個不相關的家族自然短睡眠（FNSS）家族中發(fā)現(xiàn)了 GRM1 基因的兩個不同位點的突變，該基因編碼代謝型谷氨酸受體——mGluRs，一種常常以二聚體的形式存在于細胞膜上的受體。

在兩個不相關的 FNSS 家族中發(fā)現(xiàn)了 GRM1 基因的兩個突變

此前的研究表明，mGluR1／5 參與廣泛的生理過程，并與睡眠調(diào)節(jié)相關。更重要的是，mGluR5 敲除小鼠表現(xiàn)出嚴重的睡眠－覺醒穩(wěn)態(tài)失調(diào)。然而，盡管有這些相關研究，但尚未證實 mGluR1 在睡眠調(diào)節(jié)中的作用的直接證據(jù)。

值得注意的是，谷氨酸是一種興奮性神經(jīng)遞質，但在多數(shù)情況下，代謝型谷氨酸受體的激活卻會下調(diào)離子型谷氨酸受體的活性。因此，如果 GRM1 突變導致受體功能缺陷，那么在表達該基因的神經(jīng)元中，谷氨酸所介導的興奮性突觸傳遞應該會被上調(diào)。

對此，研究團隊首先通過一系列體外實驗證實這兩種突變都表現(xiàn)出受體介導的信號轉導功能喪失，這表明 GRM1 突變的確可以影響相關神經(jīng)元的興奮性突觸傳遞。

突變的 mGluR1s 在 Tango Assays 中不太活躍

緊接著，研究小組通過 CRISPR 基因編輯技術構建了 GRM1 突變的小鼠模型，并對這些小鼠的睡眠狀況進行記錄分析。他們發(fā)現(xiàn)，GRM1 突變可以引起睡眠時長的改變——GRM1 突變型小鼠的一天的睡眠時間比正常小鼠短半小時左右。

GRM1 突變減少了 FNSS 小鼠模型的總睡眠時間

除此之外，在相關電生理實驗中，研究人員在 GRM1 突變小鼠模型的腦切片中觀察到谷氨酸所介導的興奮性突觸傳遞上調(diào)，再一次證實了 GRM1 突變導致了受體功能的下降。也就是說，這兩種突變都改變了大腦的神經(jīng)特性，并增加了興奮性突觸傳遞。

實際上，傅嫈惠教授等此前也有類似的發(fā)現(xiàn)——ADRB1、NPSR1 突變體均可以導致細胞興奮性增加，提示了短睡基因突變通過上調(diào)神經(jīng)元興奮性來延長清醒時間的可能性。

Grm1 突變改變了 Grm1＋ 神經(jīng)元的電生理特性

稍顯遺憾的是，研究團隊比較之前發(fā)現(xiàn)的短睡眠基因——ADRB1、NPSR1，而這兩種基因的小鼠模型的睡眠時間均縮短了一小時左右。因此，與它們相比，GRM1 突變導致的短睡表型略顯微弱。

基于此，作者表示這可能是其他遺傳因素可以與 GRM1 突變協(xié)同作用，一起改變機體所需的睡眠時長。未來他們將通過構建攜帶多種突變的小鼠模型來揭示這種可能性。

總而言之，這一研究表明，GRM1 是又一個短睡眠基因，擁有該基因突變的人和小鼠將表現(xiàn)出更短的睡眠時長。與此同時，該研究還強調(diào)了代謝型谷氨酸受體——mGluRs 在調(diào)節(jié)人類睡眠中的重要作用。