表达小清蛋白parvalbumin的GABA能神经元（简称PV神经元）是大脑皮层中最丰富的一类抑制性神经元，通过与周围相邻神经元（主要是谷氨酸能锥体神经元）的胞体或者轴突初始段形成密集的抑制性突触连接，并且自身的电生理特性是快速放电神经元，可以产生强大且迅速的抑制作用，在维持神经网络稳态的平衡中发挥重要作用。同时，PV神经元与许多神经系统疾病的发病机制和脑功能异常关系密切。目前研究人员对PV神经元功能调控的认知远落后对其重要性的认知，之前报道过皮层中锥体神经元的兴奋/抑制(E/I ratio)在24小时内发生变化，其中突触抑制显著振荡，并受睡眠的调控(Bridi, Zong et al., 2020)。
近日，中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心何凯雯课题组在EMBO Journal杂志上在线发表了题为“Circadian time- and sleep-dependent modulation of cortical parvalbumin-positive inhibitory neurons”的论文。该研究首次揭示了睡眠和节律是如何调控PV这一类重要的抑制性神经元，为PV神经元在脑疾病中的失调提供了一个可能的机制。
在这项研究中，研究人员发现视觉皮层中的PV神经元在光/暗周期中通过突触特异性胆碱能信号，以时间和睡眠依赖的方式发生节律性调控。其主要体现在PV神经元的兴奋性和抑制性突触传递在24小时内发生双向反相变化；经验和睡眠分别参与PV神经元的兴奋性和抑制性突触的日常调节；乙酰胆碱Ach通过靶向突触前M1Rs介导PV神经元抑制性突触传递的日常调节。并且与PV神经元的突触调节一致，PV神经元的体外诱发输出和体内自发神经活动都在一天中的不同时间段发生改变，PV神经元的功能变化与V1中周围锥体神经元的自发活动和dLGN诱发的神经活动呈负相关。
上述工作主要由何凯雯课题组已毕业博士生宗方姣等人完成，何凯雯研究员为该论文的通讯作者，该工作受到国家自然科学基金委资助。
图1 睡眠与节律依赖的PV神经元突触、神经功能调控示意图
