線粒體自噬通過(guò)自噬降解胞內(nèi)受損或多余的線粒體,是維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵機(jī)制之一。該途徑異常會(huì)導(dǎo)致一系列疾病,如神經(jīng)退行性疾病、病癥等。在線粒體自噬發(fā)生過(guò)程中的關(guān)鍵步驟是自噬小體識(shí)別待降解線粒體的過(guò)程,該過(guò)程一般認(rèn)為由自噬受體和LC3/GABARAP家族蛋白之間的相互作用實(shí)現(xiàn)。目前仍有比較多線粒體自噬受體的選擇性識(shí)別機(jī)制尚不明確。該研究探討線粒體自噬特異性受體Bcl-rambo與LC3s/GABARAPs的選擇性結(jié)合及其分子識(shí)別機(jī)制,研究該選擇性結(jié)合對(duì)Bcl-rambo介導(dǎo)的線粒體自噬的影響。研究發(fā)現(xiàn):Bcl-rambo與6種LC3/GABARAP家族蛋白的相互作用強(qiáng)度有明顯差異。通過(guò)分子建模及突變研究發(fā)現(xiàn)這種選擇性可能與自噬受體的LIRmotif的某些特定殘基有關(guān)。進(jìn)一步的細(xì)胞內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,破壞這種選擇性識(shí)別機(jī)制會(huì)導(dǎo)致Bcl-rambo介導(dǎo)線粒體自噬異常。自噬在肝病發(fā)生中的作用及機(jī)制復(fù)雜,受到諸多因素調(diào)控,但其重要性毋庸置疑,仍需更多的研究探索其機(jī)制。湖北GFP-LC3單熒光自噬
自噬通過(guò)分解并清理受損的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器來(lái)達(dá)到清潔細(xì)胞的效果,該過(guò)程對(duì)于神經(jīng)元等壽命較長(zhǎng)的細(xì)胞來(lái)說(shuō)十分重要,由于神經(jīng)元不再能夠進(jìn)行細(xì)胞分裂,因此特別容易積聚對(duì)自身有害的蛋白質(zhì)和受損的細(xì)胞器。在他們的新研究中,科學(xué)家表明,老鼠大腦中的神經(jīng)元不需要自噬就可以存活。此外,這些神經(jīng)元細(xì)胞通過(guò)自噬相關(guān)蛋白來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要的分子微管轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。自噬對(duì)大腦的健康至關(guān)重要,這一事實(shí)得到了近十年來(lái)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的支持??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)自噬的新功能表明,對(duì)患者自噬活性的診治性調(diào)節(jié)不只可以促進(jìn)腦部廢物清理,還可以通過(guò)改變細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的效率來(lái)改變認(rèn)知能力。自噬性溶酶體是一種自體吞噬泡,作用底物是內(nèi)源性的,即細(xì)胞內(nèi)的蛻變、破損的某些細(xì)胞器或局部細(xì)胞質(zhì)。安徽自噬溶酶體自噬與凋亡合作方式在現(xiàn)有研究報(bào)道中較為多見(jiàn)。
自噬過(guò)程的調(diào)控:從自噬特點(diǎn)中可以看出,自噬這一過(guò)程一旦啟動(dòng),必須在度過(guò)危機(jī)后適時(shí)停止,否則,其非特異性捕獲胞漿成分的特性將導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生不可逆的損傷。這也提醒我們?cè)谘芯孔允蓵r(shí)一定要?jiǎng)討B(tài)觀察,任何橫斷面的研究結(jié)果都不足以評(píng)價(jià)自噬的活性。目前,已經(jīng)報(bào)告了比較多因素能誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生自噬,如饑餓、生長(zhǎng)因子缺乏、微生物傳染、細(xì)胞器損傷、蛋白質(zhì)折疊錯(cuò)誤或聚集、DNA損傷、放療、化療等等,這么多刺激信號(hào)如何傳遞的、哪些自噬蛋白接受信號(hào)、又有哪些自噬蛋白去執(zhí)行等比較多問(wèn)題都還在等待進(jìn)一步解答中。自噬字面上理解就是自己吃自己,細(xì)胞把不用的大分子或是衰老損傷的細(xì)胞器分解再利用。
對(duì)不同的細(xì)胞,自噬的作用可能不同。相同的細(xì)胞在不同的外部因素作用時(shí),自噬的作用可能不同。在病變發(fā)生的發(fā)展的不同階段,自噬的作用可能不同。病變生長(zhǎng)的早期階段自噬增強(qiáng),是由于此時(shí)病變的血管化作用不足,病細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)供給有限,需要通過(guò)自噬為自身提供營(yíng)養(yǎng)。病變進(jìn)入發(fā)展階段后基因變異積累,使包括Beclin1在內(nèi)的眾多抑病基因失活,自噬活力降低。對(duì)單個(gè)細(xì)胞和對(duì)整個(gè)病變阻滯的作用可能不同。自噬功能不全的細(xì)胞易于壞死,但是壞死組織產(chǎn)生的細(xì)胞因子(包括部分生長(zhǎng)因子)反而會(huì)促進(jìn)病變的生長(zhǎng)。自噬體屬于亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),直徑一般為300~900nm,平均500nm,普通光鏡下看不到。
雖然自噬促進(jìn)劑和自噬阻止劑在臨床應(yīng)用中有廣闊的前景,但許多分子存在特異性不足的問(wèn)題,限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。例如,mTOR作為細(xì)胞中的一個(gè)重要的能量感受器,調(diào)控自噬只是其下游眾多信號(hào)通路中的一個(gè),故而,旨在改變自噬水平的mTOR阻止劑/激動(dòng)劑,存在許多可能不利于總體療效的副作用,這限制了雷帕霉素在調(diào)整神經(jīng)退行性疾病中的應(yīng)用。又例如,氯喹或羥氯喹可以通過(guò)擾亂溶酶體功能阻止自噬,增強(qiáng)化療藥物的作用,但其免疫阻止作用有可能不利于總體的抗病效果。自噬并不引發(fā)細(xì)胞死亡,相反促進(jìn)細(xì)胞存活。在病變發(fā)生的發(fā)展的不同階段,自噬的作用可能不同。遼寧自噬Beclin1
分子伴侶介導(dǎo)的自噬:胞質(zhì)內(nèi)蛋白結(jié)合到分子伴侶后被轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體腔中,然后被溶酶體酶消化。湖北GFP-LC3單熒光自噬
凋亡相關(guān)caspase家族蛋白可與自噬相關(guān)蛋白互相影響。caspase-3通過(guò)剪切滅活Beclin-1阻止自噬促發(fā)凋亡。研究發(fā)現(xiàn)凋亡死亡受體通路中DISC可在自噬體膜上組裝,應(yīng)用蛋白酶阻止劑如硼替佐米或溶酶體阻止劑氯喹阻止自噬,會(huì)增進(jìn)DISC形成進(jìn)一步喚醒caspase-8寡聚化誘導(dǎo)凋亡。T細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)caspase-8調(diào)控著自噬,caspase-8缺陷或Fas死亡結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白(Fas-associateddeathdomain,FADD)缺陷的T細(xì)胞其自噬功能被上調(diào)。Furuya等發(fā)現(xiàn)Beclin-1可通過(guò)提高caspase-9活性而增強(qiáng)凋亡誘導(dǎo)劑誘發(fā)的細(xì)胞凋亡。湖北GFP-LC3單熒光自噬