Nat Neurosci：张哲/袁鹏/胡志安/穆宇团队揭示色胺介导睡眠稳态压力的调控机制

觉醒状态会产生促睡眠物质，脑脊液中含有反映稳态睡眠压力的物质。然而，这些分子的具体身份，以及产生和感知这些分子的神经机制，仍不清楚。

2026年6月19日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心张哲，穆宇，复旦大学袁鹏和陆军军医大学胡志安共同通讯在

Nature Neuroscience

在线发表题为

“Tryptamine from wake-active monoaminergic neurons regulates sleep homeostasis”

的研究论文。该研究发现，在夜行性小鼠和昼行性猪中，脑脊液中色胺（TrpA）的水平能够追踪稳态睡眠压力，并反映体力活动历史，且不受光暗周期的影响。作者开发了一种用于TrpA的比率荧光传感器，并证明TrpA由间脑和脑干中处于觉醒活跃状态的单胺能核团以活性依赖方式产生并分泌。

进一步研究表明，释放的TrpA可结合G蛋白偶联受体139（GPR139），并增强下丘脑视前区的神经元兴奋性，从而促进睡眠。TrpA–GPR139信号通路是稳态睡眠反弹所必需的，而小分子GPR139激动剂能够延长睡眠时长并改善睡眠质量。综上，作者的研究揭示了TrpA作为睡眠稳态相关信号分子，以及GPR139作为针对其功能紊乱的可药物靶点。

睡眠压力是推动睡眠产生的驱动力，其在觉醒期间累积，在睡眠期间消散。睡眠压力的紊乱是睡眠障碍的常见特征，表现为即使延长觉醒时间也无法诱导有效的恢复性睡眠。早期研究表明，脑脊液（CSF）中的成分含有参与睡眠稳态的信号分子。尽管一个多世纪以来人们一直对寻找这些分子抱有浓厚兴趣，但其身份至今仍是个谜。在大脑中已发现数种促睡眠分子，如腺苷、前列腺素D2和一氧化氮。然而，这些分子的产生可能无法反映觉醒特异性神经活动，且研究发现，消除大脑中相关受体并不影响生理性睡眠。因此，促进睡眠的内源性分子仍未完全阐明。

那么，延长觉醒时间是如何促进睡眠的呢？一种潜在机制是，觉醒特异性的大脑活动可能产生睡眠压力。例如，单胺能神经元在觉醒期高度活跃，它们产生的神经调质对认知和情感具有关键功能。这些神经元如果在其功能活动中产生某种促睡眠分子作为副产物，则具备成为睡眠压力生成源的理想条件。此前的研究尚未鉴定出此类分子，觉醒诱导睡眠压力的机制仍不明确。

图1.Gpr139信号控制稳态睡眠（摘自

Nature Neuroscience

）

在本研究中，作者采用靶向质谱法和液相色谱法分析了脑脊液中的神经调质，发现色胺（TrpA）的水平与夜间活动的小鼠和昼间活动的猪的睡眠压力相关。作者进一步结合单细胞转录组学、新型TrpA传感器、结构生物学、体内光遗传学和药理学方法，解析了TrpA的神经元来源及其效应器。值得注意的是，作者发现觉醒活跃的单能胺神经元以活性依赖的方式产生TrpA，该物质作为产生神经调质的中间代谢产物，并通过G蛋白偶联受体139（GPR139）激活下丘脑中促进睡眠的神经元。本研究证明了TrpA是大脑中一种促进睡眠的内源性分子。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41593-026-02332-x