Nat Methods：科学家开发出能深入理解与癌症和自闭症发病相关基因PTEN功能的新型工具

磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN，phosphatase and tensin homolog）是维持机体细胞增殖和生长抑制性制动的重要蛋白，因此，PTEN的功能丧失突变与广泛的人类病理学表现有关。尽管其非常重要，但目前还没有方法能直接监测完整生物系统中具有细胞特异性的PTEN活性。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Methods上题为“Genetically encoded biosensor for fluorescence lifetime imaging of PTEN dynamics in the intact brain”的研究报告中，来自特拉维夫大学等机构的科学家们通过研究开发出了一种新型科学方法，其或能帮助加速对PTEN基因的理解，PTEN是细胞生长中的关键选手；这一突破性研究或能帮助科学家们更好地理解细胞的生长和分裂机制，从而帮助开发治疗一系列人类疾病的新型疗法，包括发育障碍和多种形式的癌症。

研究人员解释道，人体内的细胞在医生中会不断调整其大小和分裂速度从而适应其所处的环境，这一过程对于正常发育非常重要，因为细胞会经历一段精确的生长调节时期，当这一过程被破坏后就会导致诸如癌症和发育障碍等严重的疾病。在大脑中，调节细胞生长在早期大脑发育过程中尤为重要，这一过程发生在生命发生的最初几年，很多基因都能参与这一调节过程，但名为PTEN的基因发挥着核心的作用，PTEN的突变与包括自闭症、癫痫症和癌症等多种人类疾病发生有关。

新型PTEN FRET/FLIM生物传感器的研发过程

研究者Tal Laviv说道，很多研究都表明，PTEN能通过提供停止信号对于调节大脑中的细胞生长非常重要，这意味着PTEN的活性对于维持细胞的合适大小和状态至关重要。而且越来越多的研究证据表明，PTEN的突变会减少其活性从而导致多种疾病发生，包括自闭症、大头畸形、癌症和癫痫症等。尽管PTEN在细胞功能发挥中扮演着关键角色，但科学家们用来测定其活性的工具非常有限，比如，他们不可能直接测定完整大脑中PTEN的活性，而实现这一过程或能极大地帮助科学家们理解其在机体健康和疾病中的作用。

文章中，研究人员开发出了一种创新性工具，其能以较高的灵敏度直接测定多种研究模型中PTEN的活性，包括小鼠的完整大脑等，这一技术结合了科学家们在遗传工具和显微镜技术方面的进步，或能促进科学家们深入理解为何PTEN对于正常的大脑发育如此重要，同时还能帮助改善对PTEN相关疾病发病机制的理解，比如癌症、自闭症等。

研究人员预测，这一新型工具或能通过监测多种生物环境中PTEN的活性来促进开发新型个体化疗法，此外，其还能帮助在早期阶段识别人类疾病，从而有望开发出更快更有效的疗法。综上，本文研究中，研究人员所开发的新技术或能以前所未有的空间和时间分辨率来对体内的PTEN活性进行动态成像。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Kagan, T., Gabay, M., Meenakshisundaram, A. et al. Genetically encoded biosensor for fluorescence lifetime imaging of PTEN dynamics in the intact brain. Nat Methods (2025). doi：10.1038/s41592-025-02610-9