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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）的重要发病原因,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抑制剂发挥疗效的其中一个重要机制。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。目的:探索自噬起始相关基因Atg7在结节性硬化症模型小鼠中的作用,观察在给以雷帕霉素前后Atg7敲除对TSC模型小鼠生存率、星形胶质细胞增殖、mTOR信号通路激活情况以及自噬相关指标以及受惊行为的影响。方法:通过Cre-LoxP系统构建星形胶质细胞内特异性敲除Atg7和TSC1基因的模型小鼠,以Atg7flox/flox;TSC1flox/flox小鼠为对照组,以TSC1GFAPCKO小鼠,Atg7GFAPCKO小鼠,Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠为实验组,分别观察各组小鼠的给雷帕霉素之前和给雷帕霉素之后生存情况,利用冰冻切片机对小鼠的大脑进行切片,GFAP免疫荧光观察各组别小鼠海马CA1区和DG区的星形胶质细胞增殖情况,利用Western blot观察mTOR信号通路激活情况以及自噬相关蛋白的变化情况,利用接近应答和触碰-应答实验检测小鼠受惊行为。结果:首先,我们利用Cre-Loxp培育方法得到星形胶质细胞内特异性敲除TSC1和Atg7的基因敲除小鼠,并通过Western blot和PCR进行验证。其次,我们发现,给雷帕霉素之前,TSC1GFAPCKO小鼠的平均生存期约为20.3±4.1天,明显短于对照组（P<0.001）,Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的平均生存期约为14.1±2.8天,同样比对照组明显短的多（P<0.001）,对照组小鼠与Atg7GFAPCKO小鼠的生存期约为12个月,无明显差异,Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠与TSC1GFAPCKO小鼠相比较有显著性差异（P<0.001）。免疫荧光染色试验结果显示,与对照小鼠相比,TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的星形胶质细胞数量明显增加,而Atg7GFAPCKO小鼠则无明显变化,TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的星形胶质细胞的增殖情况没有差异。Western blot结果显示,无论是小鼠的海马还是皮层组织中,与对照组相比,TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的p-mTOR、p-P70S6K和p-S6表达明显上调,Atg7GFAPCKO小鼠则无明显变化;Atg7 GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的SQSTM1/P62表达明显上调,LC3-II/LC3-Ⅰ明显下调,TSC1GFAPCKO无明显变化;行为学上,TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠表现出比Control组和Atg7GFAPCKO组更易受惊的行为（P<0.001）,但两组之间并无明显差异。给以雷帕霉素后,TSC1GFAPCKO小鼠的生存期为49.4±7.6天,Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的生存期为23.5±5.4天,相比给药前明显延长,而且TSC1GFAPCKO小鼠的生存期依旧比Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠长（P<0.001）;免疫荧光染色试验结果显示,与对照小鼠相比,TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的星形胶质细胞数量恢复至正常水平,与对照组以及Atg7GFAPCKO小鼠相比无明显差异;Western blot结果显示,无论是小鼠的海马还是皮层组织中,与对照组相比,TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的p-mTORp-P70S6K和p-S6表达恢复至正常水平,与对照组以及Atg7GFAPCKO小鼠相比无明显差异;而Atg7 GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠的SQSTM1/P62表达明显上调,LC3-II/LC3-Ⅰ明显下调,TSC1GFAPCKO无明显变化;TSC1GFAPCKO和Atg7/TSC1GFAPCKO小鼠与Control组和Atg7GFAPCKO组受惊吓程度无明显差异。结论:Atg7基因对于结节性硬化症的小鼠具有保护作用,敲除Atg7基因会恶化结节性硬化症模型小鼠的生存情况,提示激活自噬可能会有效治疗结节性硬化症。