自噬已被證明與許多疾病的發(fā)生和進展密切相關(guān),這些疾病包括神經(jīng)退行性疾?。ㄅ两鹕?,阿爾茨海默病等)、病癥、自身免疫病等。常見的自噬過程包括巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬。巨自噬又可以進一步細分為非選擇性自噬和選擇性自噬。選擇性自噬是細胞器的自噬,如線粒體自噬、過氧化物酶體自噬、脂質(zhì)自噬、葉綠體自噬、核糖體自噬等。巨自噬是細胞清理受損細胞器和無用蛋白的主要途徑。在這一過程中,細胞接受自噬誘導(dǎo)信號后,在細胞質(zhì)中首先形成一個個小的類似雙層脂質(zhì)體的吞噬泡,然后吞噬泡不斷延伸,并將受損細胞器或蛋白包裹起來,形成自噬體。自噬體在細胞質(zhì)中被轉(zhuǎn)運至溶酶體并較終與溶酶體融合,在溶酶體的酸性環(huán)境中,自噬體里的物質(zhì)被各種酶降解。在自噬過程中,你體內(nèi)的老的細胞膜,細胞器,其他細胞碎片,會被移除,重新?lián)Q成全新的部件。福建自噬慢病毒包裝
自噬的特性:自噬是細胞消化掉自身的一部分,即self-eating,初一看似乎對細胞不利。事實上,細胞正常情況下比較少發(fā)生自噬,除非有誘發(fā)因素的存在。這些誘發(fā)因素許多,也是研究的熱門。既有來自于細胞外的(如外界中的營養(yǎng)成分、缺血缺氧、生長因子的濃度等),也有細胞內(nèi)的(代謝壓力、衰老或破損的細胞器、折疊錯誤或聚集的蛋白質(zhì)等)。由于這些因素的經(jīng)常性存在,因此,細胞保持了一種比較低的、基礎(chǔ)的自噬活性以維持自穩(wěn)。自噬過程比較快,被誘導(dǎo)后8min即可觀察到自噬體(autophagosome)形成,2h后自噬溶酶體(autolysosome)基本降解消失。這有利于細胞快速適應(yīng)惡劣環(huán)境。黑龍江GFP-LC3單熒光自噬自噬體延伸與形成:吞噬泡的延伸會導(dǎo)致形成自噬體,一般為雙層膜細胞器。
當自噬體與溶酶體融合后,形成自噬溶酶體。自噬性溶酶體是一種自體吞噬泡,作用底物是內(nèi)源性的,即細胞內(nèi)的蛻變、破損的某些細胞器或局部細胞質(zhì)。這種溶酶體普遍存在于正常的細胞內(nèi),在細胞內(nèi)起“清道夫”作用,作為細胞內(nèi)細胞器和其它結(jié)構(gòu)自然減員和更新的正常途徑。在組織細胞受到各種理化因素傷害時,自噬性溶酶體大量增加,因此對細胞的損傷起一種保護作用。自噬性溶酶體的作用底物是內(nèi)源性的,即來自細胞內(nèi)的衰老和崩解的細胞器或局部細胞質(zhì)等。它們由單層膜包圍,內(nèi)部常含有尚未分解的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和高爾基復(fù)合體或脂類、糖原等。正常細胞中的自噬性溶酶體在消化、分解、自然更替一些細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)上起著重要作用。當細胞受到藥物作用、射線照射和機械損傷時,其數(shù)量明顯地增多。在病變的細胞中也??梢姷阶允尚匀苊阁w。在組織細胞受到各種理化因素傷害時,自噬性溶酶體大量增加,因此對細胞的損傷起一種保護作用。
到目前為止伴隨使用自噬晚期抑制劑,通過檢測LC3B-I/II 轉(zhuǎn)化是自噬流檢測的金指標。當使用自噬晚期抑制劑巴弗洛霉素 A1 (bafilomycin A1, Baf A1)刺激細胞時,細胞內(nèi)自噬溶酶體降解被抑制,此時觀察到的 LC3B-II 的變化jindaibiao自噬小體數(shù)量的改變。當細胞自噬流活化后,LC3B-II 的含量會在使用 Baf A1的基礎(chǔ)上進一步增加,而當細胞自噬流阻斷后, LC3B-II 的含量則不會在使用 Baf A1 的基礎(chǔ)上發(fā)生改變。除 Baf A1 外,其他一些能提高溶酶體 pH 值的自噬晚期抑制劑也可以用于自噬流的檢測。若待檢測藥物+Baf A1 組 LC3B-II 與jin Baf A1 處理組相比明顯增加則daibiao所檢測藥物可以增加自噬小體或自噬溶酶體的合成。相反,若處理組與對照組相比,LC3B-II 降低則daibiao處理藥物減少自噬小體的合成。雖然自體吞噬不直接破壞細胞膜和細胞核,但斷裂或消化剛發(fā)生時,細胞膜和細胞核會變成溶酶體消化分解自身。
自噬發(fā)生過程:在此過程中,自噬體的形成是關(guān)鍵,其直徑一般為300~900nm,平均500nm,囊泡內(nèi)常見的包含物有胞質(zhì)成分和某些細胞器如線粒體、內(nèi)吞體、過氧化物酶體等。與其他細胞器相比,自噬體的半衰期比較短,只有8min左右,說明自噬是細胞對于環(huán)境變化的有效反應(yīng)。在整個自體吞噬過程中,細胞質(zhì)和細胞器都受到破壞,較明顯的是線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)受損。雖然自體吞噬并不直接破壞細胞膜和細胞核,但是有證據(jù)表明,在較初斷裂或消化后,細胞膜和細胞核會較終變成溶酶體以消化和分解自身。RFP-GFP-LC3B慢病毒感染細胞后,在非自噬的情況下,熒光顯微鏡下RFP-GFP-LC3B呈現(xiàn)彌散的黃色熒光。山西單熒光自噬
自噬的信號通路非常復(fù)雜,有許多蛋白都可作為調(diào)控自噬的靶點,并針對其開發(fā)藥物。福建自噬慢病毒包裝
自噬在病變發(fā)生的不同階段扮演了完全不同的角色。作為正常細胞生命活動所必需的一種過程,自噬水平低下可導(dǎo)致細胞病變。例如,在胃病和結(jié)腸病等病變細胞中,經(jīng)??捎^察到和Beclin-1密切相關(guān)的蛋白BIF-1突變或缺失,而Beclin-1是自噬信號通路中的一種關(guān)鍵蛋白。在小鼠模型中,敲除自噬相關(guān)蛋白Atg7和Atg5可誘發(fā)肝病。進一步研究表明,自噬可以清理受損線粒體,從而避免受損線粒體產(chǎn)生大量活性氧,而活性氧可以對DNA等遺傳物質(zhì)造成損傷進而致病。從這個角度來說,在一些病變發(fā)生的早期,促進自噬可能是一條可行的抗病變途徑。福建自噬慢病毒包裝