自噬在结节性硬化症星形胶质细胞增殖中的作用及其机制研究

Hyperactivation of the mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) caused by TSC1 and TSC2 genes mutation is the major factor of tuberous sclerosis complex (TSC). The intracranial tumors generated by excessive proliferation of astrocytes mainly resulted in the onset of clinical symptoms and the death of patients. It has been found that mTOR inhibitors can reduce the size of TSC related tumor, and autophagy plays a pivotal role in mTOR inhibitors exerting their antineoplastic effects. However, the effect of autophagy on TSC related intracranial tumors has not been reported so far. Our previous studies found knockout Tsc1 in primary mouse astrocytes inhibited the initiation of autophagy, which suggest that autophagy may play an important role in the proliferation of astrocytes in TSC. In order to further clarify the effect and the specific regulatory mechanisms of autophagy on astrocyte proliferation, our study intends to use Tsc1 and autophagy related gene 7 (Atg7) of astrocyte selective knockout mice, which may provide an important theoretical and experimental basis for TSC targeted therapy based on autophagy.

TSC1/TSC2基因的突变导致哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）过度活化是结节性硬化症（TSC）重要发病原因，其中因星形胶质细胞过度增殖所致的颅内肿瘤是引起患者临床症状并导致其死亡的主要原因。已发现mTOR抑制剂能减少TSC相关肿瘤的大小，且自噬是mTOR抑制剂发挥疗效的重要机制。然而目前关于自噬对TSC相关颅内肿瘤方面的影响尚未见报道。本项目组前期研究结果发现敲除原代培养的小鼠星形胶质细胞Tsc1基因后可影响自噬起始的发生，提示自噬在TSC星形胶质细胞增殖中可能起到一定的作用。为进一步明确其作用及相关机制，本课题拟采用星形胶质细胞内Tsc1、自噬相关基因7（Atg7）选择性敲除小鼠，明确自噬对TSC小鼠模型星形胶质细胞增殖的影响，阐明其具体调控机制，为研发基于自噬靶向的抗TSC药物提供重要的理论和实验依据。

项目背景：mTORC1信号通路的过度激活在结节性硬化症（TSC）相关的癫痫、星形胶质细胞过度增殖所致的颅内肿瘤等发病机制中起到重要作用，考虑到mTORC1信号通路除了可以调节下游许多靶基因的表达外，也是自噬发生过程中一个重要的上游信号通路。然而具体自噬在结节性硬化症中起到了怎样的作用目前尚不清楚，此外mTORC1信号通路是否主要是通过影响了自噬导致了结节性硬化症的发生发展。.主要研究内容：1、培育了选择性星形胶质细胞内Tsc1及自噬相关基因7（Atg7）双敲的小鼠并进行了鉴定。2、观察了单纯星形胶质细胞内Atg7敲除小鼠、Tsc1敲除小鼠以及Atg7/Tsc1双敲除小鼠的寿命，此外通过免疫组化及Western blot等方法观察了小鼠海马及皮层中自噬相关蛋白的变化以及星形胶质细胞的增殖情况。.重要结果：单纯星形胶质细胞内Atg7基因敲除对小鼠的寿命没有很明显的影响，然而同时Atg7/Tsc1双敲除小鼠的寿命要较明显的低于Tsc1单独敲除的小鼠。.科学意义：自噬在结节性硬化症相关的发病过程中起到了重要作用，同时联合自噬的调节剂对结节性硬化症的患者可能会有一定的帮助。