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自噬已被证明与许多疾病的发生和进展密切相关,这些疾病包括神经退行性疾病(帕金森病,阿尔茨海默病等)、病症、自身免疫病等。常见的自噬过程包括巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。巨自噬又可以进一步细分为非选择性自噬和选择性自噬。选择性自噬是细胞器的自噬,如线粒体自噬、过氧化物酶体自噬、脂质自噬、叶绿体自噬、核糖体自噬等。巨自噬是细胞清理受损细胞器和无用蛋白的主要途径。在这一过程中,细胞接受自噬诱导信号后,在细胞质中首先形成一个个小的类似双层脂质体的吞噬泡,然后吞噬泡不断延伸,并将受损细胞器或蛋白包裹起来,形成自噬体。自噬体在细胞质中被转运至溶酶体并较终与溶酶体融合,在溶酶体的酸性环境中,自噬体里的物质被各种酶降解。明确自噬的具体机制可有益于新疫苗的研发,可为肝病预防提供潜在的靶点。湖南细胞自噬慢病毒包装
RFP是一种红色荧光蛋白,当其与GFP进行LC3B的共同标记时,在GFP被溶酶体酸性环境所淬灭的情况下,可以发出红色荧光的RFP因为其zhuoyue的稳定性而被保留。因此,通过融合表达RFP-GFP-LC3B蛋白,可以非常有效地追踪自噬过程。在用RFP-GFP-LC3B慢病毒感染细胞后,在非自噬的情况下,荧光显微镜下RFP-GFP-LC3B以弥散的黄色荧光(RFP和GFP的综合效果)形式存在于细胞质中;而在自噬的情况下,荧光显微镜下RFP-GFP-LC3B则聚集在自噬体膜上,以黄色斑点的形式表现出来(LC3B dot or punctae);当自噬体与溶酶体融合后,因GFP荧光的部分淬灭而以红色斑点的形式表现出来。湖南细胞自噬慢病毒包装研究主要集中在酵母及其它重要的单细胞真核生物,而对植物和哺乳动物细胞中的自体吞噬过程的了解则更少。
溶酶体的作用还包括对细胞内物质的消化,溶酶体能消化分解经胞吞作用摄入细胞内的各种物质和细胞内衰亡或损伤的各种细胞器等。吞噬性溶酶体内的各种大分子在水解酶的作用下,可以被分解为简单物质。例如,能将蛋白质分解为二肽或游离氨基酸;把核酸分解为核苷和磷酸;使碳水化合物分解为寡糖类或单糖;将中性脂肪分解为甘油和脂肪酸等。这些被分解而生成的可溶性小分子物质,能透过溶酶体体膜进入细胞质基质,重新参与细胞的物质代谢,一些未被完全消化的物质残留下来,形成残余小体。
自噬通过分解并清理受损的蛋白质和细胞器来达到清洁细胞的效果,该过程对于神经元等寿命较长的细胞来说十分重要,由于神经元不再能够进行细胞分裂,因此特别容易积聚对自身有害的蛋白质和受损的细胞器。在他们的新研究中,科学家表明,老鼠大脑中的神经元不需要自噬就可以存活。此外,这些神经元细胞通过自噬相关蛋白来调节对学习和记忆至关重要的分子微管转运过程。自噬对大脑的健康至关重要,这一事实得到了近十年来科学发现的支持。科学家发现自噬的新功能表明,对患者自噬活性的诊治性调节不只可以促进脑部废物清理,还可以通过改变细胞内转运系统的效率来改变认知能力。自噬是普遍存在于真核细胞的现象,并且可分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬三大类。在自噬过程中,通过压力诱导自噬后,细胞质物质被自噬体的双膜结构隔离。
自噬可通过调控免疫来发挥抗瘤作用。多种人类实体瘤细胞中都存在自噬活性的改变,且研究表明自噬与瘤免疫应答具有很大的相关性。在瘤固有的免疫中,自噬可参与瘤相关巨噬细胞分化,进而影响瘤的新生血管生成、免疫抑制和侵袭转移,当自噬受抑制时,巨噬细胞向M2型分化,促进瘤血管生成;反之巨噬细胞向M1型分化,抑制瘤的进展。在瘤的特异性免疫中,自噬在T淋巴细胞存活、发育、稳态及功能调节中发挥重要作用,有研究表明自噬缺陷的T淋巴细胞内线粒体数量异常增加,ROS增加,所以自噬可能通过细胞稳态影响T淋巴细胞发挥功能;还有研究表明自噬缺陷的B祖细胞不能发育成为前体B淋巴细胞;自噬还可参与抗原递呈过程,一方面自噬形成的降解产物可以被递呈到主要组织相容性复合物Ⅰ或Ⅱ类分子表面增强特异性免疫应答,另一方面,瘤自噬小体可作为树突状细胞(DC)的交叉递呈抗原,更有效地提升CD8+T淋巴细胞应答能力。自噬小体在与溶酶体融合过程中,溶酶体内的酸性环境会导致GFP荧光淬灭,这为追踪GFP-LC3B细胞增加了难度。湖南细胞自噬慢病毒包装
线粒体自噬是自噬的一种,它能通过清理去极化线粒体减少活性氧簇,达到细胞保护的目的。湖南细胞自噬慢病毒包装
虽然自噬促进剂和自噬阻止剂在临床应用中有广阔的前景,但许多分子存在特异性不足的问题,限制了它们的实际应用。例如,mTOR作为细胞中的一个重要的能量感受器,调控自噬只是其下游众多信号通路中的一个,故而,旨在改变自噬水平的mTOR阻止剂/激动剂,存在许多可能不利于总体疗效的副作用,这限制了雷帕霉素在调整神经退行性疾病中的应用。又例如,氯喹或羟氯喹可以通过扰乱溶酶体功能阻止自噬,增强化疗药物的作用,但其免疫阻止作用有可能不利于总体的抗病效果。自噬并不引发细胞死亡,相反促进细胞存活。湖南细胞自噬慢病毒包装
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