PTEN and PI3 Kinase Signaling in the Nervous System
Class I phosphoinositide 3-kinases (PI 3-kinases) synthesise the lipid second messenger, phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate (PIP3) in response to growth factors, neurotransmitters, hormones, cell-cell and cell-matrix contacts. This signal in turn is
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PTEN and PI3 Kinase Signaling in the Nervous System
C. P. Downes . B. J. Eickholt . M. L. J. Ashford . N. R. Leslie
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 1.1 PI3K Generates Two Lipid Signals with Prominent Roles in Neuronal Development and Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 1.2 Class I PI3K Signaling is Antagonized by PTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 1.3 The PTEN Protein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 2 2.1 2.2 2.3 2.4
PI3K/PTEN Signaling Controlling Neuronal Morphogenesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Breaking Symmetry – PI3K/PTEN Signaling During Neuronal Polarization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Spatially Restricted PIP3 Accumulations Regulate Cell Polarity in Nonneuronal Cells . . . . . . . . . . . . 250 PI3K/PTEN Signaling During Extension and Navigation of Neurites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Neurite Branching and Dendritic Morphogenesis are Controlled by PI3K/PTEN Signaling . . . . . 252
3 3.1 3.2 3.3 3.4
PI3K/PTEN Signaling in Normal Brain Function and Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Learning and Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Seizure and Epilepsy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 PTEN/PI3K Signaling and Autism Spectrum Disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 PTEN is Required for Addictive Responses to Drugs of Abuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
4
PI3K/PTEN Signaling in the Central Control of Metabolism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
5 5.1 5.2 5.3
PI3K/PTEN Signaling and Neurodegenerative Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Ischemic Brain Injury/Stroke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Alzheimer’s Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Parkinson’s Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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