摘要：2025年1月5日，首都医科大学与北京大学饶毅团队在《Communications Biology》期刊上发表了一篇题为“Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II α and β differentially

尽管睡眠的重要性广为人知，但其背后的分子机制仍有许多未解之谜。

在过去20年间，研究人员发现Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶II (CaMKII) 的α和β亚型与睡眠调控有关联。

在所有已知的小鼠基因突变中，Camk2b基因敲除小鼠展现出最显著的睡眠变化：它们在24小时内的睡眠时间减少了大约120分钟。

2025年1月5日，首都医科大学与北京大学饶毅团队在《Communications Biology》期刊上发表了一篇题为“Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II α and β differentially regulate mammalian sleep”的研究论文。

该研究重新评估了通过常规基因靶向技术敲除Camk2a或Camk2b基因后的小鼠睡眠模式。结果显示，虽然Camk2a基因敲除导致基础睡眠减少，但Camk2b突变小鼠的基础睡眠没有明显变化。

无论是敲除Camk2a还是Camk2b，都减少了睡眠剥夺后的恢复睡眠量，这表明两种亚型都在睡眠稳态中扮演角色。这项研究表明，CaMKIIα不仅参与基础睡眠还涉及睡眠稳态，而CaMKIIβ主要负责生理需求驱动的睡眠稳态，为未来深入研究提供了重要线索。

另外，在2024年12月30日，同一团队还在《Cell Chemical Biology》杂志上发表了另一篇题为“Calcineurin: An essential regulator of sleep revealed by biochemical, chemical biological, and genetic approaches”的研究文章。

该研究揭示了钙调神经磷酸酶（CaN）作为睡眠关键调节因子的作用。通过应用生物化学、化学生物学以及遗传学方法，研究人员发现CaN能够在两个非酶活性必需的位点上去磷酸化SIK3。

降低CaN水平使得小鼠每天的睡眠时间减少超过5小时，这是迄今为止观察到的最大幅度的睡眠变化之一。这项工作阐明了睡眠调控中的磷酸酶-激酶途径，并强调了生化纯化和化学生物学方法对脑功能研究的重要性。

遗传学对于理解睡眠调控的分子机制至关重要，特别是小鼠模型帮助识别了特定基因在这一过程中的作用。食欲素及其受体的突变是著名的例子，这些基因对保持日间清醒状态至关重要，其功能丧失会导致猝厥性麻痹现象。

另一个重要的基因是Sik3，其功能获得（GOF）突变可增加睡眠量。相反，SIK3的功能丧失（LOF）突变则减少了白天快速眼动（REM）睡眠，这种效果与GOF突变所引起的睡眠增加表型相一致。

不过，在食欲素或SIK3 LOF突变体中，睡眠时间的减少相对温和，约为每24小时30分钟。

其他被认为与睡眠相关的蛋白激酶包括蛋白激酶A、细胞外信号调节激酶、腺苷单磷酸激活的蛋白激酶、CaMKII的α和β亚型、c-Jun N末端激酶及肝激酶B1（LKB1）。

值得注意的是，Camk2b基因敲除小鼠表现出最为明显的睡眠减少，超过了24小时内120分钟。因此，Camk2b敲除小鼠成为进一步探究睡眠调控机制的重要模型。

研究者们利用胚胎敲除技术创建了这些小鼠，并在回交后代中测试了它们的睡眠行为。结果再次确认了CaMKIIα和CaMKIIβ在睡眠调控中的不同作用，为后续的研究提供了宝贵的参考。

上述两项研究加深了我们对CaMKIIα和CaMKIIβ在哺乳动物睡眠调节中的理解，并为探索更多睡眠相关分子机制铺平了道路。

来源：研究生的酸甜苦辣咸