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传染性海绵状脑病(Transmissible spongiform encephalopathies,TSEs)也被称为朊病毒病,是一类具有传染性、致死性的神经退行性疾病。该疾病的原因通常是因为宿主机体内正常的细胞型阮蛋白(Cellular Prion Protein,PrPc)发生错误折叠后转化为具有致病性的朊蛋白(Scrapie Prion Protein,PrPSc)。PrPSc具有部分蛋白酶抗性,并能够诱导PrPC转变成PrPSc,在体内大量蓄积引起宿主发病。TSEs的病理学特点包括海绵状病变、小胶质细胞激活、星形胶质细胞增生以及神经元死亡。无法清除脑中致病性的PrPSc将导致神经元的功能障碍。目前仍然没有有效的应对朊病毒病的治疗方法以及预防控制措施。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)在细胞生长以及新陈代谢中都具有重要的调节作用。许多研究都表明mTOR的活性与神经退行性疾病的致病机制相关。PRAS40(proline-richAktsubstrateof40-kDa)是 mTORC1 的直接抑制蛋白,并且连接 AKT 和 mTOR通路。mTOR被认为具有调节细胞生长和新陈代谢的重要功能。许多研究表明,异常的mTOR活性与许多神经退行性疾病引起的认知障碍都有非常紧密的关系。本研究通过神经毒性多肽PrP106-126,建立朊病毒病(即传染性海绵状脑病)的疾病模型,进而研究朊病毒病中mTOR调节细胞凋亡的分子机制:(1)PrP106-126作用小鼠神经瘤母细胞系(N2a),用免疫印迹法检测mTOR磷酸化的水平。研究结果表明:mTOR的磷酸化水平随时间的延长而显著升高。并且发现,mTOR的激活是由于PrP106-126引起的ROS产生,通过加入ROS的抑制剂NAC,磷酸化的mTOR水平明显降低。因此,PrP106-126处理后激活的mTOR通路与ROS的产生有一定关联。(2)转染HA-PRAS40的细胞用神经毒性多肽PrP106-126处理,与转染HA空白载体的对照组相比,过表达PRAS40的实验组细胞凋亡水平明显下降。过表达PRAS40的细胞在经过神经毒性多肽PrP106-126处理后,与转染空白载体的对照组相比,caspase-3剪切体和PARP剪切体的量明显下降。上述结果表明,过表达PRAS40可以缓解神经毒性多肽引起的神经元凋亡。(3)在神经毒性多肽PrP106-126处理后,与转染空白载体的对照组相比,转染了 HA-PRAS40的细胞表现出了 S6K1和4EBP1磷酸化水平的下降。mTOR信号通路在神经毒性多肽PrP106-126作用后可以被过度活化,而这种活化可以通过PRAS40的过表达或者雷帕霉素的处理而被抑制。(4)在过表达PRAS40之后,Akt和GSK3 β的磷酸化水平明显升高,表明PI3K-Akt信号通路被激活。加入Akt的抑制剂渥漫青霉素后,发现PRAS40对PrP106-126引起的神经元凋亡的抑制作用被减弱了,因此,PRAS40缓解PrP106-126引起的神经元凋亡,是通过恢复Akt的磷酸化活性来实现的。Akt可能部分参与了 mTOR调节的PrP106-126引起的神经元凋亡。PRAS40抑制了 mTORC1的过度活化,并且在保护细胞应对神经毒性多肽引起的凋亡中发挥了重要作用。因而,PRAS40作为靶蛋白,可为Prion疾病的治疗提供潜在的方法和思路。