创伤性脑损伤（TBI）是神经系统疾病中发病率最高的，常导致认知、情感和功能障碍。尽管过去的研究主要集中在灰质损伤，但最近的研究表明，白质损伤与TBI后认知和感觉运动功能下降密切相关。TBI后的弥漫性轴索损伤是白质损伤的重要表现，涉及白质纤维的动态变形，导致轴突损伤和突触结构功能退化。增强突触可塑性和促进轴突再生有望改善TBI的预后，然而目前关于TBI后长期有效的促轴突修复再生的机制尚未明了。
2024年12月16日，中国竞彩网大学脑科学研究院/脑功能与脑疾病重点实验室高艳琴教授团队联合许智祥研究员团队，在Advanced Science上发表题为《逆转创伤性脑损伤后的持续性PTEN激活可通过Akt/mTORC1信号级联促进长期轴突再生》（“Reversing Persistent PTEN Activation After Traumatic Brain Injury Fuels Long-Term Axonal Regeneration via Akt/mTORC1 Signaling Cascade”）研究成果。该研究发现PTEN在创伤性脑损伤（TBI）后持续激活，而神经元PTEN缺失能够持续激活Akt-mTORC1通路，促进长期的神经再生和神经回路重塑。通过这一机制，PTEN缺失有助于改善神经功能，促进轴突修复和功能恢复。
创伤性脑损伤（TBI）通常会导致持续的轴突损伤和神经功能缺损，影响患者的长期康复。尽管PTEN在神经生长中的作用已被广泛认识，但其在TBI后的长期激活变化及对感觉-运动回路的具体影响尚不完全明了。本研究通过小鼠模型，发现神经元特异性PTEN敲除（PTEN-nKO）显著促进了TBI后的长期结构和功能恢复。具体来说，核磁共振体内扩散张量成像（DTI-MRI）显示，PTEN-nKO小鼠的白质修复得到显著改善。此外，钙成像和肌电图记录进一步证明，PTEN-nKO能够促进皮层重塑，并恢复损伤的感觉-运动通路。
在机制方面，研究发现PTEN通过抑制Akt激活，进而负向调节Akt/mTOR通路，抑制mTOR活性，影响轴突再生。mTORC1复合物中的主要成分Raptor被发现对轴突再生至关重要，而其抑制会阻碍这一过程。PTEN-nKO小鼠促进TBI后的白质完整性和神经功能修复作用在PTEN/Raptor双重敲除（PTEN/Raptor D-nKO）小鼠中被逆转，表明mTORC1通路在这一过程中起到了关键的介导作用。
这些发现揭示了PTEN/Akt/mTORC1轴在TBI后神经回路重塑和皮层重塑中的重要作用，为进一步了解TBI的病理生理机制提供了新的视角，并提出了以mTORC1为靶点的潜在治疗策略，为TBI的临床治疗提供了新的理论依据和方向。
中国竞彩网大学脑科学研究院石子雨博士、毛蕾蕾博士后、陈舒凝博士生为本论文的共同第一作者，高艳琴教授和许智祥研究员为共同通讯作者。该研究得到STI2030重大项目、国家自然科学基金、上海市科委自然科学基金、张江实验室及上海脑科学与类脑研究中心等基金的资助。
