果蝇作为一个模式生物是睡眠研究的良好载体，在正常的12/12光暗恒定条件下，果蝇的睡眠由生物钟和睡眠内稳态共同调控。饥饿抑制动物的睡眠是人们所熟知的。然而，饥饿抑制睡眠的调控机制一直以来尚不清楚。饥饿信号如何传递到神经系统进而影响到果蝇的睡眠？这是一个长期困扰科学家的问题。
为了揭示饥饿信号的传递途径，中国农业大学植物保护学院赵章武课题组从饥饿引起的睡眠缺失着手，通过研究野生型果蝇在不同时间点开始饥饿后的睡眠变化发现饥饿影响果蝇的入睡过程。研究发现，小腹侧神经元背侧突触是饥饿信号对睡眠产生影响的靶点，脂肪动用激素（AKH）及其受体（AKHR）功能缺失的果蝇小腹侧神经元背侧突触闭合，饥饿引起的睡眠缺失和背侧突触的扩张消失。O亚型叉头转录因子（FOXO）是AKH下游的转录因子，对成熟的神经元的可塑性具有调节作用。下调foxo基因的表达引起小腹侧神经元背侧突触的闭合、饥饿引起的突触扩张的消失以及饥饿引起的睡眠缺失降低，说明AKH-FOXO通路调控饥饿引起的突触扩张进而影响饥饿引起的睡眠缺失。由于FOXO在果蝇的生长发育中扮演重要角色，我们通过实验证明了FOXO对小腹侧神经元背侧突触的影响与果蝇的发育无关。相关研究成果以《AKH-FOXO pathway regulates starvation-induced sleep loss through remodeling of the small ventral lateral neuron dorsal projections》为题，发表于Plos Genetics杂志。
我们的研究概述了饥饿信号与睡眠之间的传导途径，即AKH接收饥饿信号通过FOXO调节小腹侧神经元背侧突触的扩张，进而引起果蝇睡眠的降低。
文章信息：
He, Q., Du, J., Wei, L., and Zhao, Z*. AKH-FOXO pathway regulates starvation-induced sleep loss through remodeling of the small ventral lateral neuron dorsal projections. PLoS Genetics, 2020 October; 16, e1009181.
作者简介：
赵章武，中国农业大学教授，博士生导师，担任中国昆虫学会理事，中国睡眠研究会睡眠生理和药理专业委员会常务委员，中国昆虫学会生理生化专业委员会常务委员等。主持国家自然科学基金重点项目和面上项目、教育部基金项目以及农业部行业专项等多个研究项目。已在国内外发表学术论文100余篇。电子邮箱：zhaozw@cau.edu.cn。
编辑：袁向山