林張良，沈秋星，吳仲敏

（臺(tái)州學(xué)院　醫(yī)學(xué)院，浙江　臺(tái)州　318000）

m TOR通路在PTSD杏仁核細(xì)胞凋亡進(jìn)程中的作用研究＊

林張良，沈秋星，吳仲敏＊

（臺(tái)州學(xué)院醫(yī)學(xué)院，浙江臺(tái)州318000）

創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）杏仁核神經(jīng)元萎縮，體積變小，存在明顯的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。許多研究報(bào)道哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（m TOR）信號(hào)通路與杏仁核神經(jīng)元的凋亡有密切關(guān)系，m TOR通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞能量代謝等影響PTSD杏仁核細(xì)胞的調(diào)亡進(jìn)程，通過(guò)靶向干預(yù)m TOR信號(hào)通路關(guān)鍵分子有望減緩PTSD杏仁核細(xì)胞凋亡，達(dá)到有效抗PTSD效果。

PTSD；m TOR信號(hào)通路；杏仁核神經(jīng)元；凋亡

當(dāng)今社會(huì)，伴隨自然災(zāi)害、交通意外、戰(zhàn)爭(zhēng)、恐怖事件等應(yīng)急事件的日趨增多，創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（posttraumatic stress disorder，PTSD）的患者越來(lái)越多［1］，但其具體發(fā)病機(jī)制仍未闡明［2］。許多研究均報(bào)道PTSD杏仁核神經(jīng)元數(shù)量不斷減少，出現(xiàn)明顯的細(xì)胞凋亡和自噬現(xiàn)象［3-4］，而哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapam ycin，m TOR）信號(hào)通路［5-6］從中起著重要作用。本文就m TOR通路在PTSD杏仁核細(xì)胞凋亡進(jìn)程中的作用作一綜述。

1 m TOR基因的結(jié)構(gòu)

m TOR是一類(lèi)廣泛存在于各類(lèi)細(xì)胞中的蛋白激酶［7］。人的m TOR基因的分子量為289ku，由2549個(gè)氨基酸構(gòu)成，位于1號(hào)染色體短臂（1p36.2）上。m TOR分子的氨基端存在20個(gè)串聯(lián)重復(fù)序列，每個(gè)序列都包含了2個(gè)由40個(gè)氨基酸殘基結(jié)合成的α螺旋結(jié)構(gòu)，一個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)由1個(gè)親水基團(tuán)和1個(gè)疏水基團(tuán)構(gòu)成［8，9，10］，其作用是介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間的相互傳導(dǎo)，m TOR分子的羧基端是和磷脂酰肌醇激酶（PI3K）有著高度同源性的催化結(jié)構(gòu)域，在羧基末端有FATC（the focal adhesion targeting domain of C-term inal，F(xiàn)ATC）和NRD（negative regulatory domain，NRD）兩個(gè)結(jié)構(gòu)域［8］，其中FATC域主要決定m TOR的活性，F(xiàn)ATC域中任何一個(gè)氨基酸殘基的替換或缺失都會(huì)致m TOR喪失催化活性，

NRD域位于FATC域和激酶催化域之間，起著重要的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用［8，9，10］在m TOR不同的結(jié)構(gòu)域部位可以和不同的蛋白質(zhì)結(jié)合，形成的復(fù)合物主要是m TOR-Raptor復(fù)合物和m TOR-Richtor復(fù)合物。

2　m TOR信號(hào)通路的上、下游調(diào)控分子

m TOR信號(hào)通路由2條上游調(diào)控途徑和2條下游調(diào)控途徑組成（見(jiàn)圖1）。m TOR的生物活性主要受PI3K/Akt/m TOR信號(hào)通路和LKB1/AMPK/m TOR信號(hào)通路的調(diào)節(jié)。m TOR在上游信號(hào)分子作用下被磷酸化激活，活化的m TOR主要通過(guò)真核細(xì)胞始動(dòng)因子4E結(jié)合蛋白1（4E binding protein，4EBP1）和核糖體S6蛋白激酶1（S6 kinase，S6K1）通路，分別調(diào)控特定亞組的mRNAs翻譯［8，9］ 。

圖1　m TOR　信號(hào)通路的上、下游調(diào)控分子

3　m TOR信號(hào)通路在PTSD杏仁核神經(jīng)元凋亡進(jìn)程中的作用

3.1PTSD杏仁核神經(jīng)元凋亡增強(qiáng)

創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙杏仁核神經(jīng)元萎縮，體積變小，杏仁核的活動(dòng)量與癥狀的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)［1，12，14］。近來(lái)的研究顯示PTSD杏仁核存在明顯的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象。流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)結(jié)果表明，PTSD杏仁核神經(jīng)元凋亡率明顯升高［13］；透射電鏡［14］下發(fā)現(xiàn)杏仁核神經(jīng)元細(xì)胞核萎縮，核染色質(zhì)濃縮，分布于核的邊緣，呈新月形，核中心區(qū)染色質(zhì)溶解，核膜皺縮，胞質(zhì)內(nèi)線粒體模糊，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)斷裂，偶見(jiàn)結(jié)構(gòu)不完整的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)殘留，提示PTSD大鼠杏仁核神經(jīng)元發(fā)生了明顯的細(xì)胞凋亡；應(yīng)用免疫組化和蛋白印跡方法檢測(cè)凋亡相關(guān)蛋白均發(fā)現(xiàn)PTSD大鼠杏仁核神經(jīng)元凋亡增強(qiáng)［15，16］。

3.2m TOR信號(hào)通路在PTSD杏仁核神經(jīng)元凋亡進(jìn)程中的作用

目前研究表明，在介導(dǎo)杏仁核細(xì)胞凋亡的眾多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，以PI3K/AKT/m TOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑尤為重要［17］，該通路活化可以抑制PTSD誘發(fā)的杏仁核細(xì)胞凋亡。Akt和m TOR是Akt/m TOR信號(hào)通路的關(guān)鍵分子，Akt又稱(chēng)蛋白激酶B（PKB），其磷酸化可激活其下游的m TOR與靶受體之間的相互作用并產(chǎn)生一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而參與調(diào)控細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)與凋亡等多種生物效應(yīng)。

正常的杏仁核內(nèi)PI3K處于靜息狀態(tài)，且普遍存在于胞質(zhì)中，當(dāng)杏仁核神經(jīng)元PI3K/AKT/m TOR信號(hào)被激活后，PI3K便從胞質(zhì)會(huì)聚到胞膜上，PI3K會(huì)聚到一定程度便會(huì)激活A(yù)KT蛋白，激活后的AKT蛋白可以作用于其下游的m TOR分子，并使其產(chǎn)生生物活性?；罨膍 TOR分子調(diào)控著真核細(xì)胞始動(dòng)因子4E結(jié)合蛋白1（4E-BP1）和核糖體S6蛋白激酶（S6K）2條不同的下游通路。4EBP1主要是和真核細(xì)胞翻譯啟動(dòng)因子4E（elF-4E）相結(jié)合，對(duì)蛋白的翻譯起抑制作用。4EBP1經(jīng)m TOR作用磷酸化后，從elF-4E中釋放出來(lái)，其翻譯抑制作用減弱。同時(shí)由于4EBP1的不斷釋放，elF-4E的表達(dá)作用增強(qiáng)，促使某些特定蛋白的翻譯加強(qiáng)，加速細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂。而核糖體S6蛋白與S6K相互作用后，S6蛋白磷酸化活性增高，使含嘧啶基因的m RNA的翻譯功能增強(qiáng)，一些特定的翻譯調(diào)節(jié)蛋白以及核糖體蛋白翻譯編碼增多［8，9，10］。最新研究表明，在PTSD大鼠的杏仁核內(nèi)人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（Phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10，PTEN）［8，9，10］表達(dá)明顯增高，而p-Akt和p-m TOR卻較正常情況明顯降低，因PTEN能去除PIP3的3′磷酸而將其轉(zhuǎn)變?yōu)镻I（4,5）P2而降解，從而阻斷了下游效應(yīng)分子m TOR的有效活化，造成m TOR的磷酸化水平降低，低水平的磷酸化m TOR能直接抑制下游的2條傳導(dǎo)通路，進(jìn)而抑制特定亞組mRNA的翻譯活動(dòng)，造成相關(guān)蛋白的合成減少，對(duì)杏仁核神經(jīng)元凋亡的抑制作用減弱，導(dǎo)致杏仁核神經(jīng)元凋亡增加，同時(shí)m TOR活性的抑制激活了調(diào)控細(xì)胞凋亡的信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶1（apoptosis signal-regulating kinase 1，ASK1），其與一種受m TOR調(diào)控的自噬分子FIP200（focal adhesion kinase interacting protein of 200 KD，F(xiàn)IP200）相互作用促進(jìn)杏仁核細(xì)胞凋亡的發(fā)生［18］。

4　展望

已有的研究表明，m TOR信號(hào)通路參與了PTSD杏仁核細(xì)胞凋亡進(jìn)程，通過(guò)抑制m TOR信號(hào)通路可在一定程度上減緩PTSD癥狀，甚至逆轉(zhuǎn)PTSD杏仁核神經(jīng)元的病理改變，然而，活化的m TOR具體通過(guò)哪條途徑調(diào)控杏仁核細(xì)胞的凋亡，以及如何通過(guò)精準(zhǔn)干預(yù)m TOR信號(hào)通路來(lái)防治PTSD等有待深入研究。

［1］耿菲,劉昊,王海濤,等.創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙大鼠杏仁核神經(jīng)元Akt和m TOR磷酸化降低［J］.承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2014, 31（5）:382-384.

［2］North CS,Pfefferbaum B,Kaw asaki A,et al.Psychosocial adjustment of directly exposed survivors 7 years after the Oklahoma City bombing［J］.Compr Psychiatry,2011,52（1）:1-8.

［3］Petersen T,Elk lit A,Olesen JG.Victim ization and PTSD in a Faroese youth total-population samp le［J］. Scand J Psychol,2010，51（1）:56-62.

［4］Xiao B,Yu B,Wang HT,et al.Single-prolonged stress induces apoptosis by activating cytochrome C/ caspase-9 pathw ay in a rat model of posttraumatic stress disorder［J］.Cell M ol Neurobiol,2011,31（1）:37-43.

［5］吳苗苗,苑玉和,陳乃宏.m TOR信號(hào)通路與神經(jīng)退行性疾病研究進(jìn)展［J］.中國(guó)藥理學(xué)通報(bào),2011,27（11）:1481-1483.

［6］馬金赫,王德瑩,陳秀慧.PI3K/AKT/m TOR和MAPK信號(hào)通路與子宮內(nèi)膜異位癥的研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代婦產(chǎn)科進(jìn)展, 2015,24（1）:78-80.

［7］Latres E,Am inl A R.Arakfi A A，et al.IGF-1 inversely regu-lates a-trophy-induced genes via the PI3K/ Akt/m TOR pathw ay［J］.J Biol Chem,2005,280:2737-2744.

［8］馬大鵬,肖建華,肖暉.m TOR在 TLR信號(hào)通路中對(duì)前炎癥細(xì)胞因子表達(dá)的調(diào)控機(jī)制研究［D］.衡陽(yáng):南華大學(xué)病原生物學(xué)研究所,2013:8-10.

［9］王澤宋,譚文松.Park Tai Hyun.家蠶30K基因?qū)HO細(xì)胞抗凋亡和促進(jìn)目的產(chǎn)物表達(dá)的作用及其機(jī)制 ［D］.上海:華東理工大學(xué),2012:1-3.

［10］朱榮,丁厚中.應(yīng)用組織芯片技術(shù)檢測(cè)m TOR和VEGF在結(jié)腸癌中的表達(dá)［J］.中國(guó)現(xiàn)代手術(shù)學(xué)雜志,2012,16（4）:241-244.

［11］Golub Y,Kaltw asser SF,Mauch CP,et al.Reduced hippocam pus volume in the mouse model of Posttraumatic Stress Disorder［J］.J Psychiatr Res,2011，45（5）:650-659.

［12］肖冰,韓芳,石玉秀.PTSD 樣情感行為異常大鼠杏仁核Caspase 9的改變［J］.中國(guó)組織化學(xué)與細(xì)胞化學(xué)雜志, 2010,19（1）:6-10.

［13］Schmahl C,Berne K,Krause A,et al.Hippocam pus and am ygdala volumes in patients w ith borderline personality disorder w ith or w ithout posttraumatic stress disorder［J］.J Psychiatry Neurosci,2009，34（4）:289-295.

［14］丁金蘭,韓芳,石玉秀.創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙大鼠杏仁核神經(jīng)元凋亡及三偏磷酸酶活性的變化［J］.解剖學(xué)雜志,2009,32 （1）:19-22.

［15］李巖,趙萌萌,鄭夢(mèng)夢(mèng).PTSD樣大鼠杏仁核神經(jīng)元形態(tài)改變及凋亡機(jī)制［J］.中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥,2010,5（14）:101-102.

［16］Saiki S,Sasazawa Y,Imam ichi Y,et al.Caffeine induces apoptosis by enhancement of autophagy via PI3K/ Akt/m TOR/p70S6Kinhibition［J］.Autophagy,2011，7（2）:176-187.

［17］Granville CA,Memmott RM.Gills JJ.et al.Handicapping the race to develop inhibitors of the phosphoinositide 3-kinase/Akt/mammalian target of rapamycin pathway［J］.Clin Cancer Res,2006，（3 pt 1）:679-689.

［18］Kuo JR,Kaloupek DG,Woodw ard SH.Amygdala volume in combat-exposed veterans w ith and w ithout posttraumatic stress disorder:a cross-sectional study［J］.Arch Gen Psychiatry,2012,69（10）:1080-1086.

Effect of m TOR pathway on Apoptosis of PTSD Cells in Am ygdala＊

LIN Zhangliang，SHEN Qiuxing，WU Zhongm in*
（School of Medicine,Taizhou University,Taizhou 318000,China）

Ow ing to posttraumatic stress disorder(PTSD),am ygdala neurons atrophy and small volume,there is obvious phenomenon of apoptosis.Many studies have reported that the mammalian target of rapam ycin(m TOR) signaling pathw ay has a close relationship w ith the apoptosis of am ygdala neurons.m TOR regulates apoptosis in PTSD cells through regulating cell cycle,protein synthesis,and cell energy metabolism,and PTSD signaling pathw ay is expected to slow down the apoptosis of PTSD cells in the m TOR signaling pathw ay.

PTSD;m TOR signaling pathway;amygdalaneurons;apoptosis

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2016.03.009

（責(zé)任編輯：耿繼祥）

2015-10-18；

2015-11-11

浙江省科技廳公益性技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目（2014C37026）

簡(jiǎn)介：吳仲敏（1966-），男，浙江臨海人，副教授，碩士，主要從事人體形態(tài)學(xué)研究。