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为探究神经肌肉接头（NMJ）中肌肉特异性激酶（MuSK）的激活机制及相关疾病病理，研究人员开展了关于 CaMK2β 与 MuSK 相互作用的研究。结果发现 MuSK 可被 CaMK2β 磷酸化，但缺失 CaMK2β 不影响 MuSK 激活，该研究为理解 NMJ 相关疾病提供新视角。
在人体的精密运作中，神经肌肉接头（NMJ）起着至关重要的作用，它是下运动神经元与骨骼肌纤维之间的独特连接界面，对肌肉功能的维持不可或缺。肌肉特异性激酶（MuSK）作为 NMJ 形成和维持的核心调节因子，其活性受到多种机制的严格调控。以往研究表明，酪氨酸自磷酸化和抑制作用是调控 MuSK 活性的主要方式，同时，激活域的丝氨酸磷酸化也可能参与其中。然而，关于丝氨酸磷酸化的具体调控机制以及相关激酶的作用，仍存在诸多未知。为了深入探究这些问题，来自奥地利医科大学、瑞士日内瓦大学、荷兰伊拉斯姆斯大学等多个研究机构的研究人员开展了一项深入研究，其成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了明确能够磷酸化 MuSK S751 位点的激酶，运用了体外激酶分析技术，筛选了 245 种丝氨酸 / 苏氨酸激酶。研究发现，在这些激酶中，CaMK2α、CaMK2β 和 CaMK2δ 能够磷酸化包含 S751 位点的肽段，其中 CaMK2β 的活性最强。为了进一步验证这一结果，研究人员在异源细胞中共表达 MuSK 和 CaMK2β 的不同形式，包括野生型、组成型激活型和激酶失活型。结果显示，组成型激活型的 CaMK2β 能够显著促进 MuSK 的酪氨酸和丝氨酸磷酸化，表明 CaMK2β 可以磷酸化 MuSK S751 位点，增强 MuSK 的激酶活性。
随后，研究人员利用 CRISPR/Cas9 技术构建了缺失 CaMK2β 的肌肉细胞系。令人惊讶的是，虽然 CaMK2β 的缺失导致了乙酰胆碱受体（AChR）聚类减少，但 MuSK 的磷酸化水平并未受到影响。这一结果表明，在肌肉细胞中，可能存在其他机制补偿 CaMK2β 的缺失，维持 MuSK 的磷酸化状态。
为了进一步探究 CaMK2β 缺失对体内 MuSK 激活的影响，研究人员对两种小鼠模型进行了研究。在肌强直性营养不良 1 型（DM1）小鼠模型中，该模型特异性缺失 CaMK2β 的肌肉特异性剪接变体（CaMK2βM），导致 NMJ 突触碎片化。研究人员通过免疫沉淀和免疫印迹分析发现，虽然 DM1 小鼠肌肉中 MuSK 的表达水平显著增加，但其磷酸化水平却有所下降。然而，在 NMJ 处，MuSK 的磷酸化水平并未改变，这表明其他 CaMK2 亚型可能在 DM1 小鼠中发挥了补偿作用，维持了 NMJ 处 MuSK 的活性。
在 CaMK2β 基因敲除小鼠模型中，研究人员同样发现，虽然小鼠出现了严重的运动协调缺陷和体重增加延迟等症状，但 MuSK 的磷酸化水平并未受到影响。通过对 NMJ 形态的分析，研究人员发现 CaMK2β 缺失并不影响 NMJ 的完整性。进一步对肌肉纤维类型的分析表明，CaMK2β 缺失导致了慢肌中纤维类型从慢氧化型向快中间糖酵解型的转变，这可能是导致小鼠体重增加延迟和肌肉萎缩的原因之一。
在技术方法方面，研究人员主要运用了体外激酶分析技术，筛选能够磷酸化 MuSK S751 位点的激酶；通过 CRISPR/Cas9 技术构建缺失 CaMK2β 的肌肉细胞系，研究其对 MuSK 磷酸化和 AChR 聚类的影响；利用免疫印迹和免疫组化技术，分析 MuSK 和 CaMK2β 在不同小鼠模型中的表达和磷酸化水平，以及 NMJ 的形态和纤维类型变化。
综合以上研究结果，研究人员得出结论：MuSK 是 CaMK2β 的底物，CaMK2β 能够磷酸化 MuSK S751 位点，增强其激酶活性。然而，在体内，CaMK2β 的缺失可以被其他 CaMK2 亚型所补偿，不影响 MuSK 的激活。这一研究结果为深入理解 NMJ 的形成和维持机制，以及相关疾病的病理过程提供了重要的理论依据。同时，研究中发现的 CaMK2β 在肌肉纤维类型调节中的作用，也为进一步研究肌肉发育和疾病治疗提供了新的方向。在未来的研究中，可以进一步探究不同 CaMK2 亚型之间的补偿机制，以及它们在不同生理和病理条件下的作用，为开发针对 NMJ 相关疾病的治疗策略提供更多的靶点和理论支持。
