正常成肌細胞的活性對骨骼肌損傷后的再生至關(guān)重要。然而，調(diào)控成肌細胞功能和肌肉再生的內(nèi)在機制仍然不夠清楚。PDZ結(jié)合激酶(Pbk)是一種絲氨酸-蘇氨酸激酶，在多種細胞功能和病理過程中發(fā)揮重要作用。然而，它在骨骼肌中的作用在很大程度上仍未被探索。

2025年10月21日，山東大學(xué)齊魯醫(yī)院焉傳祝教授團隊在Journal of Translational Medicine（IF 7.5）上發(fā)表了題為“Pbk positively regulates myoblast differentiation and muscle regeneration via enhancing AMPK/ULK1 mediated myogenic autophagy”的研究論文，研究發(fā)現(xiàn)Pbk通過促進AMPK/ULK1介導(dǎo)的肌源性自噬，正向調(diào)節(jié)成肌細胞分化和肌肉再生，表明其作為骨骼肌損傷的治療靶點的潛力。

· 維真助力 - 慢病毒·

基因信息：Pbk，PDZ結(jié)合激酶

病毒產(chǎn)品：Lv-Pbk（過表達&敲低）

體外感染：C2C12細胞

體內(nèi)注射：脛骨前肌肌肉注射，1×10^7 IU

C2C12細胞中慢病毒介導(dǎo)的Pbk敲低和Pbk-Flag過表達效率檢測效果

部分研究結(jié)果

1、Pbk基因敲低對小鼠骨骼肌再生的影響

首先，作者通過分析已公布的微陣列表達譜，來篩選心臟毒素(CTX)誘導(dǎo)損傷后的骨骼肌差異表達基因和富集通路，發(fā)現(xiàn)Pbk參與了肌肉損傷后的肌肉再生，并在Duchenne肌營養(yǎng)不良癥(DMD)和免疫介導(dǎo)的壞死性肌病(IMNM))患者的骨骼肌標(biāo)本中證實了Pbk在骨骼肌再生過程中發(fā)揮重要作用。然后作者使用使用BaCl2建立了骨骼肌損傷小鼠模型，并構(gòu)建了表達Pbk敲低慢病毒。Western blot 分析表明，注射BaCl2后3天和7天TA肌肉中Pbk顯著上調(diào)，到14天表達水平恢復(fù)到基線。相反，向TA（脛骨前�。┩瑫r注射表達Pbk敲低的慢病毒和BaCl2，導(dǎo)致?lián)p傷后3、7、14和30 天Pbk表達顯著下調(diào)。免疫熒光測定顯示，在損傷后第3天，Pbk敲低導(dǎo)致Pax7陽性衛(wèi)星細胞數(shù)量顯著減少。此外，Pbk敲低的TA中，新形成的eMyHC陽性再生肌纖維數(shù)量大幅減少，并導(dǎo)致小鼠肌肉再生受損。以上結(jié)果表明，Pbk缺乏阻礙了肌源性增殖和分化，從而損害了肌肉的再生。

圖1. Pbk基因敲低對小鼠骨骼肌再生的影響

2、Pbk通過增強AMPK介導(dǎo)的成肌細胞分化過程中ULK1的磷酸化促進肌源性自噬

作者通過將敲低Pbk或過表達Pbk-Flag的慢病毒分別導(dǎo)入C2C12細胞，證實了Pbk對于C2C12的增殖和存活必不可少，并發(fā)現(xiàn)Pbk在成肌細胞分化過程中被上調(diào)并被限制從細胞質(zhì)向細胞核移位，Pbk依賴其激酶活性正向調(diào)控成肌細胞分化。作者進一步探索了Pbk如何促進成肌細胞分化，發(fā)現(xiàn)在成肌分化過程中自噬上調(diào)，Pbk依賴其激酶活性調(diào)控分化C2C12細胞中的肌源性自噬。然后作者探究了Pbk調(diào)控自噬的分子機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Pbk以其激酶活性依賴的方式調(diào)控AMPK激活和隨后的ULK1磷酸化。此外ULK1激活劑LYN-1604能夠抵消HI-TOPK-032對C2C12 細胞自噬激活和成肌細胞分化的抑制作用。免疫熒光測定進一步證實，由HI-TOPK-032或Pbk敲低誘導(dǎo)的C2C12細胞的分化和融合受損，在用LYN-1604處理后是可逆的。以上發(fā)現(xiàn)表明，在成肌細胞分化過程中，Pbk通過促進AMPK激活誘導(dǎo)的ULK1磷酸化來促進肌源性自噬。

圖2. Pbk通過增強AMPK介導(dǎo)的成肌細胞分化過程中ULK1磷酸化促進肌源性自噬

小結(jié)

本研究表明Pbk對成肌細胞的存活和增殖至關(guān)重要，Pbk通過增強AMPK/ULK1介導(dǎo)的自噬信號通路，正向影響成肌細胞分化和骨骼肌再生。Pbk可能成為基于成肌細胞的治療策略中用于治療骨骼肌損傷的有前景的基因靶點。