遼寧細(xì)胞自噬通路

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-09-05

自噬是一系列自噬體結(jié)構(gòu)演變的過(guò)程,由自噬相關(guān)基因(autophagy-relatedgene,ATG)執(zhí)行精細(xì)的調(diào)控。在饑餓、低氧、藥物等因素作用下,待降解的細(xì)胞成分周圍會(huì)形成雙層結(jié)構(gòu)分隔膜,隨后分隔膜逐漸延伸,較終將待降解的胞漿成分完全封閉形成自噬體(autophosome);自噬體形成后將通過(guò)細(xì)胞骨架微管系統(tǒng)運(yùn)輸至溶酶體,二者融合形成自噬溶酶體(autopholysome);較終其內(nèi)容物在溶酶體酶作用下被細(xì)胞降解利用。目前研究發(fā)現(xiàn)自噬調(diào)節(jié)涉及多種信號(hào)通路,其中以腺苷單磷酸活化蛋白激酶(adenosinemono-phosphateactivatedproteinkinase,AMPK)及哺乳動(dòng)物雷帕霉素受體(mammaliantargetofrapamycin,mTOR)信號(hào)通路為調(diào)控中心。AMPK促進(jìn)自噬發(fā)生,而mTOR阻止自噬發(fā)生。此外,許多經(jīng)典的凋亡信號(hào)通路或蛋白被發(fā)現(xiàn)與自噬調(diào)控之間存在著復(fù)雜的交織。正常細(xì)胞自噬增強(qiáng),可表現(xiàn)出阻止**發(fā)生的功能。遼寧細(xì)胞自噬通路

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。浙江自噬通路大自噬,也就是通常說(shuō)的自噬,是真核細(xì)胞蛋白降解的途徑之一。

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。自噬是普遍存在于真核細(xì)胞的現(xiàn)象,并且可分為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬三大類。

由于自體吞噬較少受到關(guān)注,而且比較難在體外實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn),因此,對(duì)自體吞噬的機(jī)制還不是比較了解。研究主要集中在酵母及其它重要的單細(xì)胞真核生物,而對(duì)植物和哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的自體吞噬過(guò)程的了解則更少。盡管對(duì)自體吞噬具體過(guò)程的了解還需要較大加強(qiáng),但是人們已經(jīng)勾勒出自體吞噬過(guò)程的大致輪廓:細(xì)胞質(zhì)中的線粒體等細(xì)胞器首先被稱為“隔離膜”的囊泡所包被,這種“隔離膜”主要來(lái)自于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體;囊泡較終形成雙層膜結(jié)構(gòu),即自吞噬體(autophagosome),也稱之為初始自體吞噬泡(initialautophagicvacuoles,AVi);自吞噬體與胞內(nèi)體融合形成中間自體吞噬泡(intermediateautophagicvacuoles,AVi/d);較終自體吞噬泡的外膜與溶酶體融合形成降解自體吞噬泡(degradingautophagicvacuoles,AVd),由溶酶體內(nèi)的酶降解自體吞噬泡中的內(nèi)容物和內(nèi)膜。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。

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。自噬的信號(hào)通路非常復(fù)雜,有許多蛋白都可作為調(diào)控自噬的靶點(diǎn),并針對(duì)其開(kāi)發(fā)藥物。北京自噬RFP-GFP-LC3B

中間雙重細(xì)胞膜囊泡是一種自噬體,可與溶酶體相結(jié)合,形成自噬體。遼寧細(xì)胞自噬通路

線粒體自噬屬于選擇性自噬,其主要作用是降解細(xì)胞中損傷以及不需要的線粒體。當(dāng)線粒體損傷之后,在正常的線粒體中持續(xù)被降解的PINK蛋白(PARL促進(jìn)此反應(yīng))會(huì)處于穩(wěn)定狀態(tài),再通過(guò)E3連接酶Parkin的作用來(lái)誘導(dǎo)線粒體自噬。Parkin會(huì)誘導(dǎo)線粒體膜蛋白的聚泛素化,由此導(dǎo)致與LC3結(jié)合的自噬受體蛋白的SQSTM1/p62,NBR1,andAmbra1聚集。此外,在特定的細(xì)胞類型中,同樣存在LC3結(jié)合區(qū)域(LIR)的BNIP3和BNIP3L/NIX直接通過(guò)泛素依賴型反應(yīng)機(jī)制也會(huì)聚集自噬反應(yīng)的相關(guān)因子,進(jìn)而促進(jìn)自噬體的形成。遼寧細(xì)胞自噬通路