PTEN在坐骨神经再生中的作用研究

Recent evidence indicates that the phosphatase PTEN and its downstream effector mTOR are involved in the nerve regeneration after crush of optic nerve or corticospinal tract in the central nervous system. However, whether they play a similar role in the more commom injury and regeneration of peripheral nerve (e.g. the sciatic nerve) is hardly known. Our preliminary data show that PTEN is strongly expressed in the dorsal root ganglia (DRG). Given that PTEN is also critical in the neuronal development at the embryonic stage, and in order to investigate its function in the sciatic nerve injury and regeneratin, we plan to generate a conditional knockout mouse line ( Prrxl1-CreERT2;PTENflox/flox) with PTEN deletion specifically in the DRG neurons in adulthood, avoiding any interference in the developmental processes. The nerve regeneration after crush of sciatic nerve in this mouse model is to be carefully examined by morphological analysis, biochemical assays and behavioral tests both in vivo and in vitro. The ultimate goal of this project is to clearly elucidate the function and mechanism of PTEN/mTOR pathway in the sciatic nerve regeneration, which will broaden our view on the function of PTEN gene and also provide a potential target for drug development.

近年来的研究发现，磷酸酶PTEN/mTOR信号通路与视神经和皮质脊髓束损伤后的神经再生密切相关，但其是否在更常见的坐骨神经损伤再生中的作用尚未见报道。我们前期的预实验结果显示PTEN高表达在背根神经节（DRG）中。鉴于PTEN在胚胎时期的神经元发育中具有重要作用，为研究其在坐骨神经损伤后再生中的作用，我们计划避开发育阶段，在成年时期选择性敲除DRG神经元中PTEN。本课题拟利用Prrxl1-CreERT2;PTENflox/flox小鼠为模型，在该小鼠DRG中CreERT2有高表达，通过成年后给予他莫昔芬诱导，将PTEN在成年小鼠DRG中特异性敲除。通过形态学、生化分析、行为学和离体分析等手段，以期阐明PTEN/mTOR信号通路在坐骨神经再生中的作用并分析可能的分子机制。这项研究不仅能够拓宽我们对PTEN基因功能的认识，而且可能为开发新的促进周围神经再生的药物提供可参考的研究靶点。

周围神经损伤在基础和临床研究领域都是一个值得深入研究的科学问题。现在已知有相当多的因素能够影响周围神经的再生，但对细胞内响应神经损伤以激活神经再生程序的信号机制还了解很少。磷酸酶PTEN (phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10)被证明在视觉神经系统神经发生及其神经损伤与再生、某些精神类疾病、药物成瘾等密切相关，但并不清楚其是否在周围神经损伤再生中也同样发挥重要作用。我们利用了在成年时敲除PTEN基因的小鼠模型，以此研究PTEN在坐骨神经损伤后再生中的作用。.整个研究大致分为四个部分：.1. 观察正常小鼠在周围神经损伤前后，被根神经节PTEN的表达变化。已证明在正常小鼠中，PTEN在背跟神经节中表达，而进行坐骨神经挤压损伤后，PTEN的表达有所下调。.2. 取得成年时敲除PTEN基因的小鼠模型，进行后续研究。我们已将Prrxl1-CreERT2小鼠与PTENflox/flox小鼠进行交配，筛选以得到Prrxl1-CreERT2;PTENflox/flox双阳性子代小鼠。在成年给予他莫昔芬诱导后，通过PTEN组化验证，在PTEN条件性基因敲除小鼠中，PTEN在背根神经节的表达明显下调。并且通过组化双标实验，我们证明其在某些特定细胞中表达下调。.3. 分析Prrxl1-CreERT2;PTENflox/flox小鼠在坐骨神经挤压损伤后的行为学表现。通过对对照小鼠以及PTEN条件性敲除小鼠坐骨神经挤压损伤，对术后不同时间点进行行为学检测，发现PPTEN条件性敲除小鼠行为恢复指标比对照小鼠有明显提高。.4. 分析Prrxl1-CreERT2;PTENflox/flox小鼠在坐骨神经挤压损伤后外周神经的恢复情况。由于PTEN并非在所有背跟神经元中表达，而CreER的表达也仅局限于部分背跟神经节神经元。我们原计划通过将对照小鼠和PTEN小鼠与Rosa26-YFP小鼠交配将CreER表达的细胞标记上黄色荧光，从而观察外周神经恢复情况，但YFP荧光较弱，现将其与Ai9(Rosa26-DsRed)小鼠交配，将外周神经标记上红色荧光观察外周神经恢复情况，目前小鼠已得到，实验尚在进行中。