【Customer Case】Application du système de pléthysmographie du corps entier dans la recherche sur le sommeil

Les neurones SST+ de la CeA régulent l'insomnie induite par le stress

Aperçu de la recherche

Récemment, une équipe de recherche dirigée par Li Chen du Fujian Key Laboratory of Drug Target Discovery and Structural and Functional Research, Department of Pharmacology, School of Pharmacy, Fujian Medical University, a publié une étude intitulée "Central amygdala somatostatin neurons modulate stress-induced sleep-onset insomnia" (Les neurones somatostatiques de l'amygdale centrale modulent l'insomnie induite par le stress) dans Communications Biology.

Application de la WBP

Dans cette étude, l'équipe a utilisé le WBP-4M (un système de pléthysmographie du corps entier pour souris développé indépendamment par TOW-INT TECH) pour surveiller les paramètres respiratoires. Plus précisément, sous anesthésie, le volume courant (Vt) et la fréquence respiratoire ont été enregistrés chez les souris. Une stimulation à la lumière bleue (10 ms, 30 Hz, 3-5 mW/mm², 1 min) a été appliquée pour activer les neurones positifs à la somatostatine (SST+) dans l'amygdale centrale (CeA) afin d'observer leur impact sur la fréquence respiratoire.

Les résultats ont révélé que l'activation des neurones SST+ de la CeA augmentait significativement la fréquence respiratoire (contrôle : 87,8 ± 6,537 respirations/min → post-stimulation : 106.7 ± 6,926 respirations/min). Cela indique que les neurones CeA SST+ ne régulent pas seulement les comportements de type anxieux et les transitions veille-sommeil, mais modulent également les paramètres physiologiques liés au stress (par exemple, la fréquence respiratoire), ce qui confirme leur rôle essentiel dans les troubles du sommeil induits par le stress.

Méthodes expérimentales

1. Photométrie des fibres

- Enregistrement de la dynamique du Ca²⁺ des neurones CeA SST+ sous l'effet de facteurs de stress (contention, litière de rat, bouffée d'air, changement de cage).

- Les neurones ont été marqués à l'aide d'AAV-GCaMP7s dépendant du Cre, et les signaux de fluorescence ont été suivis via des fibres optiques.

2. Optogénétique

- ChR2 exprimé dans les neurones CeA SST+ des souris SST-Cre. L'activation aiguë ou semi-chronique (lumière bleue de 20 Hz) a été utilisée pour évaluer les transitions entre le sommeil et l'éveil.

- Des enregistrements EEG/EMG combinés ont permis d'analyser les stades de sommeil (latence et probabilité des transitions NREM→ éveil).

3. Chimiogénétique

- La technologie DREADD (activation hM3Dq et inhibition hM4Di) a été utilisée pour moduler chroniquement l'activité neuronale SST+ de CeA et évaluer les effets sur la latence et l'architecture du sommeil.

4. Analyses comportementales et physiologiques

- Test en champ libre (OFT) et labyrinthe plus élevé (EPM) : Évaluation des comportements de type anxieux.

- WBP-4M : enregistrement de la fréquence respiratoire et du volume courant sous stimulation optogénétique.

- Pupillométrie : Quantification de la dilatation de la pupille pendant l'activation des neurones CeA SST+.

5. Modèles de stress

- Changement de cage : Imitation de l'effet "première nuit" en transférant les souris dans une cage précédemment habitée par d'autres souris.

- Stress lié à la contention : Limitation des mouvements de la souris pendant une heure pour induire des difficultés d'endormissement.

6. Immunohistochimie

- L'expression de c-fos a été détectée pour valider l'activation neuronale et la spécificité des neurones SST+ a été confirmée par le marquage de l'anticorps SST.

Résultats expérimentaux

1. Réponses des neurones SST+ de la CeA au stress

- De multiples facteurs de stress (contention, litière de rat, bouffée d'air, changement de cage) ont significativement augmenté l'activité Ca²⁺ dans les neurones SST+ de CeA (par exemple, ΔF/F est passé de 4,5 % à 17,5 % après le changement de cage).

2. Effets de l'activation optogénétique

- L'activation aiguë (lumière bleue de 20 Hz) a raccourci la latence NREM→ éveil à 11,6 secondes (vs. contrôle : 60 secondes) avec une probabilité de transition de 100 %.

- L'activation semi-chronique (1 heure) a prolongé la latence du sommeil (35,05 min vs. contrôle : 1,56 min) et a augmenté la durée de l'éveil (51,19 min vs. 21,20 min).

3. Modulation chimiogénétique

- L'activation (traitement au CNO) a prolongé la latence du sommeil à 69,6 minutes (vs. contrôle : 18,5 minutes), tandis que l'inhibition a atténué l'insomnie induite par le stress (latence réduite de 51 à 27 minutes).

- L'inhibition des neurones CeA SST+ n'a pas modifié l'architecture physiologique du sommeil, ce qui indique une spécificité de l'insomnie induite par le stress.

4. Changements comportementaux et physiologiques

- L'activation des neurones CeA SST+ a induit des comportements de type anxieux (réduction du temps de centrage dans l'OFT, augmentation du temps de fermeture du bras dans l'EPM) et une augmentation de la fréquence respiratoire (106,7 vs. base : 87,8 respirations/min).

Conclusions de la recherche

En intégrant des approches multimodales, l'équipe a conclu :

1. Les neurones CeA SST+ sont des régulateurs clés de l'insomnie induite par le stress. Ces neurones sont activés en cas de stress, ce qui favorise l'éveil et prolonge la latence du sommeil.

2. Spécificité de la cible : L'inhibition des neurones CeA SST+ atténue l'insomnie liée au stress sans perturber le sommeil normal, ce qui met en évidence leur potentiel thérapeutique.

3. Hypothèse sur le mécanisme neuronal : Les neurones CeA SST+ peuvent réguler l'équilibre veille-sommeil en supprimant les régions favorisant le sommeil en aval (par exemple, les neurones vIPAG NTS+) ou en intégrant les signaux de stress en amont (par exemple, les entrées PVT, VTA).

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Références

[1]Yao W, Huang S X, Zhang L, et al. Central amygdala somatostatin neurons modulate stress-induced sleep-onset insomnia[J]. Communications Biology, 2025, 8(1) : 381.