自噬的功能(1)饑餓應(yīng)答時的作用,在肝臟或在培養(yǎng)細(xì)胞中,氨基酸的匱乏會誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生自體吞噬,由自體吞噬分解大分子,產(chǎn)生在分解代謝和合成代謝過程中所必須的中間代謝物。(2)在細(xì)胞正?;顒又械淖饔?如在動物的不正常發(fā)育、老化和分化過程中,自體吞噬負(fù)責(zé)降解正常的蛋白以重新組建細(xì)胞。盡管通常人們認(rèn)為自體吞噬不具有選擇性,但是在某些病理和壓力條件下,通過自體吞噬能選擇性地隔離某些細(xì)胞器,如線粒體、過氧化物酶體等。(3)在某些組織中的特定功能,如黑質(zhì)的塞梅林神經(jīng)節(jié)中,多巴胺能神經(jīng)元中的神經(jīng)黑色素的合成就需要把細(xì)胞質(zhì)中的多巴胺醌用AV包被隔離起來。自噬并不引發(fā)細(xì)胞死亡,相反促進(jìn)細(xì)胞存活。上海自噬Atg5
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,有點像可再生能源的意思,但細(xì)胞怎么調(diào)控這個復(fù)雜的過程以及什么時候要自噬,哪些東西要被分解再利用這一系列問題都是科學(xué)家一直在探索的問題。先說說什么時候要自噬,目前的觀點普遍認(rèn)為自噬是細(xì)胞在應(yīng)激狀態(tài)下的自我保護(hù)機(jī)制,所謂應(yīng)激,無非就是缺氧,能量缺乏,傳染炎癥等一些不利于細(xì)胞生存的一種情況。這時為了生存,細(xì)胞就要分解一些沒用或者不是那么重要的物質(zhì)來保證基本的和重要的代謝功能來保證生存。比如葡萄糖剝奪后兩小時內(nèi)就可以觀察到自噬,所以說自噬在真核細(xì)胞中還是比較常見的。北京自噬Beclin1腫細(xì)胞可通過增強(qiáng)細(xì)胞自噬來對抗由缺氧、代謝產(chǎn)物、診治藥物誘導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)。
酒精性脂肪肝到原發(fā)性肝病的發(fā)展過程中,細(xì)胞自噬起先是被促進(jìn)的,但后來則轉(zhuǎn)為抑制。在急性乙醇暴露環(huán)境下,肝細(xì)胞自噬增加,此時自噬作為一種保護(hù)機(jī)制,清理大量受損線粒體和ROS自由基,促進(jìn)乙醇代謝等。乙醇被氧化分解代謝主要是通過肝臟乙醇脫氫酶和細(xì)胞色素P4502E1催化反應(yīng)。但在用乙醇處理人肝病細(xì)胞的模型中,觀察到細(xì)胞色素P4502E1抑制了細(xì)胞自噬,并促進(jìn)了脂質(zhì)堆積,其機(jī)制可能是慢性乙醇暴露環(huán)境下,長期內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下,自噬效應(yīng)減弱,溶酶體融合、降解自噬小體能力降低,因為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含自噬小體形成需要的膜結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)。
自噬雙標(biāo)系統(tǒng)的工作原理為:未發(fā)生自噬的細(xì)胞及含有自噬體的細(xì)胞中,由于mCherry與GFP共同表達(dá),細(xì)胞呈現(xiàn)黃色熒光。當(dāng)自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體后,酸性的溶酶體環(huán)境使酸敏感的GFP熒光淬滅,而mCherry不受影響,進(jìn)而使自噬溶酶體呈現(xiàn)紅色熒光。因此,紅色熒光可指示自噬溶酶體形成的順利程度。紅色熒光越多,綠色熒光越少,則從自噬體到自噬溶酶體階段流通得越順暢。反之,自噬體和溶酶體融合被阻止,自噬溶酶體進(jìn)程受阻。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(包括部分生長因子)反而會促進(jìn)病變的生長。
系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一類高度異質(zhì)的自身免疫病的總稱,其主要特點為大量抗DNA/RNA自身抗體的出現(xiàn)。這些過量的抗DNA/RNA抗體的出現(xiàn)有許多種可能的解釋,其中一種可能的原因是,細(xì)胞內(nèi)部清理垃圾DNA/RNA的自噬途徑受阻,導(dǎo)致大量垃圾DNA/RNA累積,直至超過了免疫系統(tǒng)對自身抗原的耐受閾值。對SLE患者的基因多態(tài)性分析表明,有一部分患者中Atg5和Atg7產(chǎn)生突變,提示自噬紊亂作為SLE的一種病因的可能性。另一方面,在SLE患者的T細(xì)胞中,可觀測到自噬普遍上調(diào),這可能是大量免疫原性物質(zhì)刺激的結(jié)果而非原因。許多臨床上用于調(diào)整SLE的藥物都有阻止自噬的作用,例如羥氯喹。這些藥物的調(diào)整作用,可能有一部分是通過直接阻止樹突狀細(xì)胞中的自噬來影響自身抗原提呈來實現(xiàn)的。自噬為細(xì)胞的再生和修復(fù)提供原料,實現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的循環(huán)利用。青島自噬慢病毒包裝
效表達(dá)紅色熒光蛋白、綠色熒光蛋白和LC3B的融合蛋白,呈現(xiàn)明亮的紅色和綠色熒光,可以用于細(xì)胞自噬的檢測。上海自噬Atg5
自噬(Autophagy),即細(xì)胞“吃掉自己”的過程,是一種細(xì)胞自我降解和循環(huán)利用胞內(nèi)組分的過程。常見的自噬過程有三種類型:巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬。在現(xiàn)代的生物學(xué)中,“自噬”的概念是由比利時生物化學(xué)家克里斯汀·德·迪夫(ChristiandeDuve)在研究溶酶體功能時首先提出的。盡管克里斯汀·德·迪夫因發(fā)現(xiàn)和闡明溶酶體的功能獲得了1974年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎,細(xì)胞自噬的具體機(jī)理直到20世紀(jì)90年代才由日本生物學(xué)家大隅良典(YoshinoriOhsumi)闡明。大隅良典也因?qū)?xì)胞自噬的研究獲得了2016年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎。上海自噬Atg5