PTEN, but not VEGF, is the main factor to effect the development of ovary and gas gland (rete mirabile) in Japanese eel (Anguilla japonica) stimulated by catfish pituitary extracts
前言：
血管形成在個體發育、創傷癒合以及腫瘤生長等病理過程中具有十分重要的意義。血管新生的過程需要生長因子作用於內皮細胞，使細胞外基質降解和內皮細胞增生及遷移進而侵入基質形成新的毛細血管。報告指出鰻魚紅體(rete mirabile)細胞與卵巢會隨發育而成長，所以本研究選用鰻魚紅體組織以及卵巢作為實驗的樣本，分析VEGF及PTEN的表現量，用以探討鰻魚催熟過程中的組織發育與血管形成之間的相關性。血管內皮細胞生長因子(VEGF, vascular endothelial growth gactor)是體內一種強效力的促血管生成因子刺激血管內皮細胞之生存、增殖及移動，對血管新生與胚胎發育相當重要3。然而磷酸肌醇磷酸酶(PTEN, Phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome ten)為一種腫瘤抑制蛋白質，其藉由將磷脂醯肌醇三磷(phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate)去磷酸化，進而抑制細胞之生存、增殖及移動，研究指出PTEN在調控哺乳類、斑馬魚及昆蟲胚胎正常發育上扮演重要的角色2，但在魚類組織發育過程中之研究則付之闕如。
實驗方法：
本實驗使用鯰魚的腦下垂體萃取液每週注射一針，分別在注射3、6、9針後採取紅體及卵巢樣本，VEGF 和PTEN 的表現量以RT-PCR分析，並探討紅體組織及卵巢的增長與VEGF 和PTEN 表現量之間的相關性。
結果：
結果顯示，卵巢的增長(GSI)與PTEN表現量呈負相關 (Fig.1)，且與VEGF表現量成正相關，但相關性低 (Fig.3);而紅體組織增長(RMI)與PTEN 及VEGF的表現量均呈負相關(Fig.2及Fig.4)，但VEGF相關性亦低。故組織發育似乎以PTEN 表現量為主要因子。雖然VEGF表現量對組織發育無顯著影響，但無論VEGF表現量與組織增長成正或負相關，VEGF/PTEN比值皆與成長成正相關(Fig.5和Fig.6)。
針對9PIT組卵巢組織切片觀察卵徑分布與VEGF及PTEN表現量的關係，發現四種分佈型態(Fig.8):
1.PTEN ↑ VEGF↑(卵徑分佈略集中於初始大小)
2.PTEN ↓ VEGF↓(平均卵徑最大，但分佈過廣，均質度差)
3.PTEN ↑ VEGF↓(卵徑分佈僅集中於初始大小)
4.PTEN ↓ VEGF↑(平均卵徑雖為次大但分佈較為集中，推測此型最適催熟)
討論：
報告指出PTEN 蛋白是磷酸肌醇-3-磷酸酶-蛋白磷酸酶B (PI3K-AKT)訊息路徑強效的負調控因子。在齧齒類中，藉由剔除PTEN基因使胰臟蘭氏小島質量與大小增加，且β-Cell細胞數增多4。與我們的結果：PTEN表現量與組織增長成負相關符合。
根據我們的結果符合生理上最核心的現象—動態平衡。在1996年，Hanahan 和 Folkman對血管新生作用提出了翹翹板平衡理論假說1(生長因子與抑制因子以動態平衡調節生理作用,Fig.9)。因此，推測VEGF啟動了血管內皮組織增長的引擎，但因作用時間短造成了長時間觀察上無顯著相關性，但不可或缺。PTEN則如煞車系統隨時調控組織增長狀態以維持組織的正常發育。VEGF/PTEN比值與鰻魚卵巢及紅體組織增長成正相關支持了此假說。隨之，卵徑分佈與PTEN和VEGF表現量的微妙關係更顯示兩者動態平衡在調控細胞大小上可能扮演重要的角色。
總合以上，我們推論在原始脊椎動物中，組織與細胞發育似乎受到VEGF/PTEN平衡關係的調節。若能以經濟及簡易的方式判斷且調控VEGF/PTEN的平衡係數，或許對於諸如鰻魚等促成熟技術過程中不穩定的生理現象能有所突破及改善。
參考文獻：
1.Hanahan and Folkman, Cell (1996) 86: 353-364.
2.Martin A Jünger et al., J. Biol. (2003) 2:20.
3.Napoleone Ferrara, Endo. Rev . (2004) 25(4):581–611.
4.Kinh-Tung T. Nguyen et al., Mol. Cell. Biol. (2006) 26:4511-4518
