近日，德国马克斯·普朗克行为神经生物学研究所教授Johannes D. Seelig及其研究小组揭示了神经胶质和神经元的动态调节果蝇的内稳态休息、睡眠和摄食行为。该研究于2025年4月21日发表于国际一流学术期刊《自然—神经科学》杂志上。

在这里，研究团队确定了星形细胞样胶质细胞（或星形胶质细胞，AL）和鞘鞘胶质细胞（EG），这两种主要的胶质细胞分布在大脑内部，作为果蝇短暂的、自然发生的休息和睡眠期间的全脑局部作用的稳态调节器，并表明扇形身体中的一个神经元子集编码喂养稳态。研究小组发现，代谢气体二氧化碳、pH值变化和行为活动都能诱导EG和AL的长期钙反应，并且两种胶质细胞的钙水平都表现出昼夜节律调节。这些胶质细胞的内稳态动力学可以基于行为建模。此外，AL或EG的局部光遗传激活足以诱导休息。总之，这些结果表明，神经胶质钙水平是代谢活动的稳态控制器，它们在代谢、休息和睡眠之间建立了联系。

研究人员表示，包括睡眠在内的内稳态过程对大脑功能至关重要。

附：英文原文

Title: Dynamics of glia and neurons regulate homeostatic rest, sleep and feeding behavior in Drosophila

Author: Flores-Valle, Andres, Vishniakou, Ivan, Seelig, Johannes D.

Issue&Volume: 2025-04-21

Abstract: Homeostatic processes, including sleep, are critical for brain function. Here we identify astrocyte-like glia (or astrocytes, AL) and ensheathing glia (EG), the two major classes of glia that arborize inside the brain, as brain-wide, locally acting homeostats for the short, naturally occurring rest and sleep bouts of Drosophila, and show that a subset of neurons in the fan-shaped body encodes feeding homeostasis. We show that the metabolic gas carbon dioxide, changes in pH and behavioral activity all induce long-lasting calcium responses in EG and AL, and that calcium levels in both glia types show circadian modulation. The homeostatic dynamics of these glia can be modeled based on behavior. Additionally, local optogenetic activation of AL or EG is sufficient to induce rest. Together, these results suggest that glial calcium levels are homeostatic controllers of metabolic activity, thus establishing a link between metabolism, rest and sleep.

DOI: 10.1038/s41593-025-01942-1

Source: https://www.nature.com/articles/s41593-025-01942-1

期刊信息

Nature Neuroscience：《自然—神经科学》，创刊于1998年。隶属于施普林格·自然出版集团，最新IF：28.771
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