在熒光顯微鏡下采用GFP-LC3等融合蛋白來示蹤自噬形成(常用):GFP-LC3單熒光指示體系。由于電鏡耗時(shí)長(zhǎng),不利于監(jiān)測(cè)(Monitoring)自噬形成。我們利用LC3在自噬形成過程中發(fā)生聚集的現(xiàn)象開發(fā)出了GFP-LC3指示技術(shù):無自噬時(shí),GFP-LC3融合蛋白彌散在胞漿中;自噬形成時(shí),GFP-LC3融合蛋白轉(zhuǎn)位至自噬體膜,在熒光顯微鏡下形成多個(gè)明亮的綠色熒光斑點(diǎn),一個(gè)斑點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)自噬體,可以通過計(jì)數(shù)來評(píng)價(jià)自噬活性的高低。研載生物已開發(fā)出高效的評(píng)價(jià)用GFP-LC3病毒載體,通過瞬時(shí)高效傳染細(xì)胞,配合活細(xì)胞工作站成功評(píng)價(jià)自噬流。研究發(fā)現(xiàn),IPMK對(duì)自噬活性的調(diào)控依賴于轉(zhuǎn)錄因子TFEB的活性。北京GFP-LC3單熒光自噬慢病毒包裝
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。江蘇雙熒光自噬慢病毒自噬通過分解并清理受損的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器來達(dá)到清潔細(xì)胞的效果。
細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)或阻止后,需對(duì)自噬過程進(jìn)行觀察和檢測(cè),常用的策略和技術(shù)有:觀察自噬體的形成。由于自噬體屬于亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),普通光鏡下看不到,因此,直接觀察自噬體需在透射電鏡下。Phagophore的特征為:新月狀或杯狀,雙層或多層膜,有包繞胞漿成分的趨勢(shì)。自噬體(AV1)的特征為:雙層或多層膜的液泡狀結(jié)構(gòu),內(nèi)含胞漿成分,如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體等。自噬溶酶體(AV2)的特征為:?jiǎn)螌幽?,胞漿成分已降解。我們?cè)陲@微鏡成像后紅綠熒光merge后通過merge后出現(xiàn)的黃色斑點(diǎn)即只是自噬體.紅色的斑點(diǎn)指示自噬溶酶體,通過不同顏色斑點(diǎn)的計(jì)數(shù)可以清晰的看出自噬流的強(qiáng)弱。
細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)或阻止后,需對(duì)自噬過程進(jìn)行觀察和檢測(cè),常用的策略和技術(shù)有:1、利用WesternBlot檢測(cè)LC3-II/I比值的變化以評(píng)價(jià)自噬形成自噬形成時(shí),胞漿型LC3(即LC3-I)會(huì)酶解掉一小段多肽,轉(zhuǎn)變?yōu)椋ㄗ允审w)膜型(即LC3-II),因此,LC3-II/I比值的大小可估計(jì)自噬水平的高低。(注意:LC3抗體對(duì)LC3-II有更高的親和力,會(huì)造成假陽性。方法2和3需結(jié)合使用,同時(shí)需考慮溶酶體活性的影響。)2、檢測(cè)長(zhǎng)壽蛋白的批量降解:非特異。3、MDC(Monodansylcadaverine,單丹磺酰尸胺)染色:包括自噬體,所有酸性液泡都被染色,故屬于非特異性的。4、CellTrackerTMGreen染色:主要用于雙染色,但其能染所有的液泡,故也是屬于非特異性的。自噬作用是普遍存在于大部分真核細(xì)胞中的一種現(xiàn)象。
自噬過程的調(diào)控:從自噬特點(diǎn)中可以看出,自噬這一過程一旦啟動(dòng),必須在度過危機(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)其開發(fā)藥物。福建單熒光自噬慢病毒包裝
自噬是細(xì)胞蛋白降解的機(jī)制之一。北京GFP-LC3單熒光自噬慢病毒包裝
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)胞中也常可見到自噬性溶酶體。北京GFP-LC3單熒光自噬慢病毒包裝