SIK3 亚型与 PKA 磷酸化位点差异调控睡眠和昼夜节律

《Sleep》：SIK3 isoforms and PKA phosphorylation sites differentially regulate sleep and circadian rhythms

　　

摘要

研究目的

睡眠受保守激酶信号通路的调控，但特定的分子变体如何编码睡眠需求、睡眠强度和昼夜节律时间尚不明确。本研究探讨了SIK3亚型及蛋白激酶A（PKA）磷酸化位点在鼠类睡眠/觉醒和昼夜节律调控中的功能特异性。

方法

我们首先构建了亚型选择性Sik3基因敲入小鼠，分别表达150 kDa或70 kDa的SIK3亚型。为确定Sleepy（Slp）突变的亚型特异性效应——该突变导致第13外显子跳跃并删除包含S551的区域——我们将该突变分别引入150 kDa特异性或70 kDa特异性等位基因中。此外，我们还构建了在PKA磷酸化位点T469、S551或S674携带丙氨酸替换的基因敲入小鼠。通过脑电/肌电图记录量化睡眠/觉醒状态，并在光暗和恒暗条件下通过转轮活动评估昼夜节律行为。

结果

小鼠大脑表达两种主要的SIK3亚型：150 kDa亚型和通过内含子14保留产生的70 kDa亚型。亚型选择性基因敲入分析表明，150 kDa亚型是正常暗期起始觉醒和昼夜节律周期调控所必需的，而70 kDa亚型主要贡献于非快速眼动睡眠（NREM）脑电图delta波功率。将Sleepy突变引入任一亚型均增加了NREM睡眠时间和delta波功率。T469或S551的丙氨酸替换（而非S674）产生了类似Sleepy的嗜睡表型。

结论

SIK3部分可分离的分子特征，包括其亚型和磷酸化位点，对睡眠和昼夜节律调控有贡献。

图形摘要

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