Traumatic damage to the nervous system has been a common occurrence for years, reducing patients' quality of life. The mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway plays a key role in nervous system physiology, including by controlling nerve cell survival and differentiation. Excessive activation of the mTOR pathway leads to an increase in cell cycle protein activity and apoptosis of nerve cells. Moreover, current findings suggest the involvement of the mTOR pathway in neuroplasticity. The use of transgenic animals with deletion of the TSC gene as well as various models of sciatic nerve damage, allows activation of the mTOR pathway. Currently, the results confirm that inactivation of point mutations in TSC-1 or TSC-2 genes, activates the canonical signaling pathway of the mTORC-1 complex, in turn, reactivation of the mTORC-1 pathway through the absence of the TSC-1 gene in mature neurons induces axonal regeneration. Dysfunction of the mTORC-1 pathway in Schwann cells (SC) inhibits myelination of nerve fibers. The aim of the present study is to understand the physiology and role of the mTOR pathway as well as to demonstrate the impact of TSC gene deletion in the regeneration of the nervous system. Current research on the activity of the mTOR pathway may provide new strategies to intensify peripheral nerve regeneration.
Urazowe uszkodzenia układu nerwowego od lat są powszechnym zjawiskiem, które obniżają jakość życia pacjentów. Szlak mTOR (ang. mammalian target of rapamycin) pełni kluczową rolę w fizjologii układu nerwowego, między innymi poprzez kontrolę przeżywania i różnicowania komórek nerwowych. Nadmierna aktywacja szlaku mTOR prowadzi do wzrostu aktywności białek cyklu komórkowego i apoptozy komórek nerwowych. Ponadto, aktualne odkrycia sugerują udział szlaku mTOR w neuroplastyczności. Wykorzystanie zwierząt transgenicznych z delecją genu TSC jak i różnych modeli uszkodzeń nerwu kulszowego, pozwala na aktywację szlaku mTOR. Obecnie wyniki badań potwierdzają, iż inaktywacja mutacji punktowych w genach TSC-1 lub TSC-2 aktywuje kanoniczną ścieżkę sygnałową kompleksu mTORC-1, z kolei reaktywacja szlaku mTORC-1 poprzez absencję genu TSC-1 w dojrzałych neuronach indukuje regenerację aksonów. Zaburzenia funkcji szlaku mTORC-1 w komórkach Schwanna hamują mielinizację włókien nerwowych. Celem niniejszej pracy jest usystematyzowanie wiedzy i przedstawienie roli szlaku mTOR, jak również wykazanie roli delecji genu TSC w procesie regeneracji układu nerwowego. Obecne badania nad aktywnością szlaku mTOR mogą zapewnić nowe strategie intensyfikowania regeneracji nerwów obwodowych.