睡眠が筋肉と骨の強化に及ぼす成長ホルモンの役割を解明(Sleep strengthens muscle and bone by boosting growth hormone levels. UC Berkeley researchers discover how.)

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2025-09-08 カリフォルニア大学バークレー校 (UCB)

カリフォルニア大学バークレー校の研究チームは、睡眠中に分泌される成長ホルモン(GH)が筋肉や骨の強化、脂肪減少に寄与する仕組みをマウス実験で解明した。研究では、視床下部の成長ホルモン放出ホルモン(GHRH)とソマトスタチン神経が睡眠段階ごとに異なる活動を示し、GH分泌を制御していることを特定。さらに、分泌されたGHが脳幹の青斑核を刺激し、覚醒を促す負のフィードバック回路を形成していることが分かった。これにより、睡眠は単なる休息ではなく、成長と代謝機能を調整する重要な役割を果たすことが明らかになった。研究者らは、このメカニズムの解明が糖尿病やアルツハイマー病など睡眠障害と関連する疾患の新たな治療戦略につながる可能性を強調している。本成果は、睡眠が体の成長維持と覚醒・代謝のバランスを支える基盤であることを示す重要な知見である。

睡眠が筋肉と骨の強化に及ぼす成長ホルモンの役割を解明(Sleep strengthens muscle and bone by boosting growth hormone levels. UC Berkeley researchers discover how.)
Researchers recorded brain activity in sleeping and awake mice while stimulating neurons in the brain’s hypothalamus.
Yang Dan lab/UC Berkeley

<関連情報>

睡眠依存性成長ホルモン放出の神経内分泌回路 Neuroendocrine circuit for sleep-dependent growth hormone release

Xinlu Ding ∙ Fuu-Jiun Hwang ∙ Daniel Silverman ∙ … ∙ Zhiyu Melissa Tian ∙ Jun Ding, ∙ Yang Dan
Cell  Published:June 24, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.039

Highlights

  • Sleep-dependent GH release is regulated by distinct GHRH and SST hypothalamic neurons
  • SST neurons in ARC suppress GH release by inhibiting GHRH neurons that are stimulatory
  • SST neurons in PeV suppress GH release through their projections to the median eminence
  • Feedback pathway with GH enhancing LC neuron excitability and promoting wakefulness

Summary

Sleep is known to promote tissue growth and regulate metabolism, partly by enhancing growth hormone (GH) release, but the underlying circuit mechanism is unknown. We demonstrate how GH release, which is enhanced during both rapid eye movement (REM) and non-REM (NREM) sleep, is regulated by sleep-wake-dependent activity of distinct hypothalamic neurons expressing GH-releasing hormone (GHRH) and somatostatin (SST). SST neurons in the arcuate nucleus suppress GH release by inhibiting nearby GHRH neurons that stimulate GH release, whereas periventricular SST neurons inhibit GH release by projecting to the median eminence. GH release is associated with strong surges of both GHRH and SST activity during REM sleep but moderately increased GHRH and decreased SST activity during NREM sleep. Furthermore, we identified a negative feedback pathway in which GH enhances the excitability of locus coeruleus neurons and increases wakefulness. These results elucidate a circuit mechanism underlying bidirectional interactions between sleep and hormone regulation.

医療・健康
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