線粒體自噬通過自噬降解胞內(nèi)受損或多余的線粒體,是維持細胞穩(wěn)態(tài)的關鍵機制之一。該途徑異常會導致一系列疾病,如神經(jīng)退行性疾病、病癥等。在線粒體自噬發(fā)生過程中的關鍵步驟是自噬小體識別待降解線粒體的過程,該過程一般認為由自噬受體和LC3/GABARAP家族蛋白之間的相互作用實現(xiàn)。目前仍有比較多線粒體自噬受體的選擇性識別機制尚不明確。該研究探討線粒體自噬特異性受體Bcl-rambo與LC3s/GABARAPs的選擇性結(jié)合及其分子識別機制,研究該選擇性結(jié)合對Bcl-rambo介導的線粒體自噬的影響。研究發(fā)現(xiàn):Bcl-rambo與6種LC3/GABARAP家族蛋白的相互作用強度有明顯差異。通過分子建模及突變研究發(fā)現(xiàn)這種選擇性可能與自噬受體的LIRmotif的某些特定殘基有關。進一步的細胞內(nèi)實驗表明,破壞這種選擇性識別機制會導致Bcl-rambo介導線粒體自噬異常。自噬能清理不正常構(gòu)型的蛋白質(zhì),并消化受損和多余的細胞器,是真核細胞中普遍存在的降解/再循環(huán)系統(tǒng)。安徽mRFP-GFP-LC3雙熒光自噬
對不同的細胞,自噬的作用可能不同。相同的細胞在不同的外部因素作用時,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。病變生長的早期階段自噬增強,是由于此時病變的血管化作用不足,病細胞的營養(yǎng)供給有限,需要通過自噬為自身提供營養(yǎng)。病變進入發(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。對單個細胞和對整個病變阻滯的作用可能不同。自噬功能不全的細胞易于壞死,但是壞死組織產(chǎn)生的細胞因子(包括部分生長因子)反而會促進病變的生長。上海細胞自噬整體實驗在自噬過程中,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。
自噬與凋亡合作方式在現(xiàn)有研究報道中較為多見。該種情況下,自噬與凋亡的調(diào)控目標都是促進細胞死亡。合作方式分為3種:(1)各自同步引發(fā)細胞死亡;(2)一種為主,另一為輔;(3)一方功能缺陷情況下,另一方替補誘導細胞死亡。許多誘導凋亡的刺激常常也會誘導自噬,比如神經(jīng)酰胺調(diào)整乳腺病和結(jié)腸病中均發(fā)現(xiàn)凋亡與自噬同時上調(diào)。在調(diào)整T淋巴細胞的臨床試驗中也發(fā)現(xiàn)二者被同時喚醒,藥物氯碘喹啉通過擾亂mTOR信號通路誘導白血病細胞和骨髓瘤細胞發(fā)生自噬性死亡和凋亡;靶向敲除自噬相關蛋白ATG7或用自噬阻止劑3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)會阻止caspase喚醒,減少細胞凋亡;許多情況下,自噬誘導細胞死亡的潛力被凋亡所阻止,但它會在凋亡功能缺陷時發(fā)揮關鍵作用。依托泊苷、毒胡蘿卜內(nèi)酯等處理的凋亡缺陷Bax/Bak?/?的小鼠胚胎成纖維細胞中發(fā)現(xiàn)細胞自噬上調(diào),特異性阻止劑阻止自噬后細胞存活率明顯上調(diào)。上述情況下,自噬和凋亡通過共同作用、互補合作,或替補機制共同引發(fā)細胞死亡。
大自噬,也就是通常說的自噬,是真核細胞蛋白降解的途徑之一。自噬可以被描述為細胞質(zhì)內(nèi)的成分(細胞器、蛋白等)被雙層膜的囊泡包裹,形成自噬體,進而傳遞到溶酶體進行降解的過程。詳細來說,自噬過程與內(nèi)涵體途徑密不可分。一方面,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;另一方面,自噬體能夠直接與溶酶體融合形成自噬溶酶體。無論通過哪條途徑,自噬溶酶體較終通過酸性水解酶將細胞器、蛋白等消化分解。細胞本底水平的自噬發(fā)生在營養(yǎng)充足的條件下,可保護細胞免受錯誤折疊蛋白或受損細胞器的影響,從而防止某些疾病的發(fā)生(如神經(jīng)退行性疾病和病癥)。饑餓等也可誘導自噬的發(fā)生,通過降解大分子物質(zhì)和細胞器為細胞活動提供營養(yǎng)和能量。自噬體形成依賴于一系列ATG蛋白在蛋白泛素化過程中的共價結(jié)合。
選擇性自噬是真核生物體內(nèi)清理蛋白、受損細胞器和外源微生物的基礎生理過程。而蛋白的翻譯后修飾,特別是泛素化修飾能夠作為選擇性自噬中的底物識別的重要信號。崔雋教授課題組發(fā)現(xiàn)選擇性自噬參與調(diào)控非經(jīng)典NF-kB信號通路的重要過程。選擇性自噬中的貨物受體p62通過識別p52/p100的N端上的K63泛素化鏈進而促使p52/p100發(fā)生自噬降解,阻止非經(jīng)典NF-kB信號通路。有趣的是,已有報道認為p100C端的K48泛素化鏈是蛋白酶體降解信號。而崔雋教授課題組發(fā)現(xiàn)的K63泛素化鏈修飾并非大家所熟知的蛋白降解信號,但卻能被自噬貨物受體p62識別并介導蛋白降解,進而調(diào)控底物功能,影響生理與疾病進程。相同的細胞在不同的外部因素作用時,自噬的作用可能不同。自噬作用對維持細胞體內(nèi)平衡和能量平衡至關重要。上海細胞自噬整體實驗
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。安徽mRFP-GFP-LC3雙熒光自噬
當化療、放療后,病變細胞會產(chǎn)生大量的破損細胞器、損壞的蛋白質(zhì)等有害成分,而此時提高自噬活性可及時清理這些有害物質(zhì),并提供應急的底物和能量為修復受損DNA贏得時間和條件.由于自噬減少了病變細胞在代謝應激時發(fā)生壞死的機會,而對于病變細胞群體而言,需要一部分細胞發(fā)生壞死,以引發(fā)適度的炎癥(有利于血管的長入、吸引免疫細胞分泌生長因子等)。研究發(fā)現(xiàn),許多類型的病變在代謝應激時會「組成性」活化PI3K信號以阻止自噬(由于凋亡通路已受阻,阻止自噬會促進壞死),但具體機制尚不清楚。安徽mRFP-GFP-LC3雙熒光自噬