根據(jù)細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)到溶酶體內(nèi)的途徑不同,自噬分為以下幾種。①大自噬:由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體或細(xì)胞質(zhì)膜等來(lái)源的膜包繞待降解物形成自噬體,然后與溶酶體融合并降解其內(nèi)容物;②小自噬:溶酶體的膜直接包裹長(zhǎng)壽命蛋白等,并在溶酶體內(nèi)降解;③分子伴侶介導(dǎo)的自噬(chaperonemediatedautophagy,CMA):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。CMA的底物是可溶的蛋白質(zhì)分子,在清理蛋白質(zhì)時(shí)有選擇性,而前兩者無(wú)明顯的選擇性。對(duì)抗關(guān)系中,自噬與凋亡的目標(biāo)及過程背道而馳。湖北mRFP-GFP-LC3雙熒光自噬
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)。湖南自噬通路自噬信號(hào)通路受到嚴(yán)密調(diào)控,在基礎(chǔ)水平上起到重要管家作用,可使細(xì)胞在多種應(yīng)力條件下繼續(xù)存活。
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(xì)胞器如線粒體、內(nèi)吞體、過氧化物酶體等。與其他細(xì)胞器相比,自噬體的半衰期比較短,只有8min左右,說(shuō)明自噬是細(xì)胞對(duì)于環(huán)境變化的有效反應(yīng)。在整個(gè)自體吞噬過程中,細(xì)胞質(zhì)和細(xì)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(xì)胞膜和細(xì)胞核,但是有證據(jù)表明,在較初斷裂或消化后,細(xì)胞膜和細(xì)胞核會(huì)較終變成溶酶體以消化和分解自身。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)。
對(duì)抗關(guān)系中,自噬與凋亡的目標(biāo)及過程背道而馳。自噬并不引發(fā)細(xì)胞死亡,相反促進(jìn)細(xì)胞存活。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中,自噬通過消化蛋白聚集物和錯(cuò)誤折疊蛋白維護(hù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能,限制了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)誘發(fā)的細(xì)胞凋亡。在細(xì)胞能量危機(jī)的時(shí)候,自噬還通過消化細(xì)胞器和蛋白質(zhì)等大分子為細(xì)胞提供能量和營(yíng)養(yǎng),延長(zhǎng)細(xì)胞壽命。因而在成年小鼠的饑餓期、乳鼠出生后的喂養(yǎng)適應(yīng)期以及營(yíng)養(yǎng)剝奪的細(xì)胞中,均顯示出自噬為細(xì)胞存活所必需[11]。在細(xì)胞遭受代謝應(yīng)激、藥物調(diào)整和放射性損傷時(shí),自噬也是維護(hù)基因完整性的重要機(jī)制。因此,在乳腺病、前列腺病及結(jié)腸病細(xì)胞中阻止自噬,能夠提高病變細(xì)胞對(duì)放化療的敏感性。線粒體自噬是自噬的一種,它能通過清理去極化線粒體減少活性氧簇,達(dá)到細(xì)胞保護(hù)的目的。線粒體自噬甚至可通過減少線粒體外膜通透化(mitochondrialoutermembranepermeabilization,MOMP)和減少細(xì)胞色素C和SMAC/DIABLO等線粒體促凋亡蛋白的釋放阻止凋亡發(fā)生。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。江蘇自噬流
自噬體能夠與晚期內(nèi)體融合形成中間囊泡終形成自噬溶酶體。湖北mRFP-GFP-LC3雙熒光自噬
當(dāng)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(xì)胞內(nèi)的蛻變、破損的某些細(xì)胞器或局部細(xì)胞質(zhì)。這種溶酶體普遍存在于正常的細(xì)胞內(nèi),在細(xì)胞內(nèi)起“清道夫”作用,作為細(xì)胞內(nèi)細(xì)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(xì)胞受到各種理化因素傷害時(shí),自噬性溶酶體大量增加的,因此對(duì)細(xì)胞的損傷起一種保護(hù)作用。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。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(xì)胞中的自噬性溶酶體在消化、分解、自然更替一些細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)上起著重要作用。當(dāng)細(xì)胞受到藥物作用、射線照射和機(jī)械損傷時(shí),其數(shù)量明顯地增多。在病變的細(xì)胞中也??梢姷阶允尚匀苊阁w。湖北mRFP-GFP-LC3雙熒光自噬