吉林單熒光自噬

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-10-22

微自噬(Microautophagy)是溶酶體(在酵母和植物中為液泡)直接向內(nèi)彎曲折疊,包裹胞內(nèi)物質(zhì)并降解的過(guò)程。大多數(shù)微自噬過(guò)程都是非選擇性的。饑餓、缺乏氮源或雷帕霉素處理可以誘發(fā)細(xì)胞出現(xiàn)微自噬。微自噬在運(yùn)輸胞內(nèi)物質(zhì)、維持胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)饑餓的耐受能力方面有許多功能。例如,由脂質(zhì)降解引發(fā)的微自噬可以調(diào)節(jié)溶酶體膜的脂質(zhì)構(gòu)成,微自噬也可以起到將糖原運(yùn)輸?shù)饺苊阁w中的作用。除了巨自噬和微自噬,分子伴侶介導(dǎo)的自噬(Chaperone-mediatedAutophagy)是細(xì)胞降解和回收蛋白質(zhì)的另一種方式。在這一過(guò)程中,特定蛋白(如錯(cuò)誤折疊的蛋白)首先被分子伴侶(如hsc70)識(shí)別和標(biāo)記,然后一起被溶酶體表面的受體蛋白(如LAMP-2A)識(shí)別,繼而直接轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體內(nèi)部并被消化。分子伴侶介導(dǎo)的自噬發(fā)生在許多組織中,其主要功能包括長(zhǎng)期饑餓時(shí)為細(xì)胞供能,調(diào)節(jié)代謝通路,清理無(wú)用蛋白質(zhì),幫助T細(xì)胞活化等。自噬性溶酶體的作用底物是內(nèi)源性的,即來(lái)自細(xì)胞內(nèi)的衰老和崩解的細(xì)胞器或局部細(xì)胞質(zhì)等。吉林單熒光自噬

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。山東GFP-LC3單熒光自噬誘導(dǎo)與吞噬泡形成:為應(yīng)對(duì)多種刺激,通過(guò)形成一種獨(dú)特的平整細(xì)胞膜(吞噬泡)誘導(dǎo)自噬。

溶酶體的作用還包括對(duì)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的消化,溶酶體能消化分解經(jīng)胞吞作用攝入細(xì)胞內(nèi)的各種物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)衰亡或損傷的各種細(xì)胞器等。吞噬性溶酶體內(nèi)的各種大分子在水解酶的作用下,可以被分解為簡(jiǎn)單物質(zhì)。例如,能將蛋白質(zhì)分解為二肽或游離氨基酸;把核酸分解為核苷和磷酸;使碳水化合物分解為寡糖類或單糖;將中性脂肪分解為甘油和脂肪酸等。這些被分解而生成的可溶性小分子物質(zhì),能透過(guò)溶酶體體膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),重新參與細(xì)胞的物質(zhì)代謝,一些未被完全消化的物質(zhì)殘留下來(lái),形成殘余小體。

自噬的步驟可以大概總結(jié)為下面四步:步驟1:細(xì)胞接受自噬誘導(dǎo)信號(hào)后,在胞漿的某處形成一個(gè)小的類似「脂質(zhì)體」樣的膜結(jié)構(gòu),然后不斷擴(kuò)張,但它并不呈球形,而是扁平的,就像一個(gè)由2層脂雙層組成的碗,可在電鏡下觀察到,被稱為Phagophore,是自噬發(fā)生的鐵證之一。步驟2:Phagophore不斷延伸,將胞漿中的任何成分,包括細(xì)胞器,全部攬入「碗」中,然后「收口」,成為密閉的球狀的autophagosome,即「自噬體」。電鏡下觀察到自噬體是自噬發(fā)生的鐵證之二。有2個(gè)特征:一是雙層膜,二是內(nèi)含胞漿成分,如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片等。步驟3:自噬體形成后,可與細(xì)胞內(nèi)吞的吞噬泡、吞飲泡和內(nèi)體融合(這種情況不是必然要發(fā)生的)。步驟4:自噬體與溶酶體融合形成autolysosome,期間自噬體的內(nèi)膜被溶酶體酶降解,二者的內(nèi)容物合為一體,自噬體中的「貨物」也被降解,產(chǎn)物(氨基酸、脂肪酸等)被輸送到胞漿中,供細(xì)胞重新利用,而殘?jiān)虮慌懦黾?xì)胞外或滯留在胞漿中。自噬可以降解和消化受損、變性的細(xì)胞器、蛋白質(zhì)與核酸等生物大分子。

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。由于自噬對(duì)病細(xì)胞的保護(hù)作用,某些藥物促進(jìn)自噬的作用可能導(dǎo)致病細(xì)胞對(duì)其出現(xiàn)耐藥性。江蘇自噬小體

微自噬在運(yùn)輸胞內(nèi)物質(zhì)、維持胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)以及增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)饑餓的耐受能力方面有許多功能。吉林單熒光自噬

吞噬泡隨機(jī)或選擇性地捕獲待降解目標(biāo):LC3活化后,吞噬泡向內(nèi)彎曲并包圍待降解物。這個(gè)過(guò)程可以是非選擇性的,即細(xì)胞在饑餓等信號(hào)刺激下隨機(jī)回收一部分蛋白來(lái)提供能量。但越來(lái)越多的證據(jù)表明,正常細(xì)胞也可以對(duì)受損細(xì)胞器和錯(cuò)誤折疊的蛋白選擇性自噬并降解,以維持細(xì)胞內(nèi)部的健康。當(dāng)細(xì)胞器受損時(shí),待降解物表面生成可以與LC3B-II結(jié)合的配體分子,從而引導(dǎo)吞噬泡選擇性包裹該物體,形成自噬體。自噬體與溶酶體融合,并由溶酶體降解其中的物質(zhì):結(jié)尾,自噬體借助微管等細(xì)胞骨架移動(dòng)至溶酶體,并與溶酶體融合。這一過(guò)程亦受到許多蛋白的調(diào)控。溶酶體中的酶隨后將自噬體內(nèi)容物降解。吉林單熒光自噬