细胞自噬Beclin1
选择性自噬是真核生物体内清理蛋白、受损细胞器和外源微生物的基础生理过程。而蛋白的翻译后修饰,特别是泛素化修饰能够作为选择性自噬中的底物识别的重要信号。崔隽教授课题组发现选择性自噬参与调控非经典NF-kB信号通路的重要过程。选择性自噬中的货物受体p62通过识别p52/p100的N端上的K63泛素化链进而促使p52/p100发生自噬降解,阻止非经典NF-kB信号通路。有趣的是,已有报道认为p100C端的K48泛素化链是蛋白酶体降解信号。K63泛素化链修饰并非大家所熟知的蛋白降解信号,但却能被自噬货物受体p62识别并介导蛋白降解,进而调控底物功能,影响生理与疾病进程。相同的细胞在不同的外部因素作用时,自噬的作用可能不同。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。细胞自噬Beclin1
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。细胞自噬Beclin1自噬的一大功能是清理细胞内受损的细胞器或错误折叠的蛋白质。
在用GFP-LC3B慢病毒ganran细胞后,在非自噬的情况下,荧光显微镜下GFP-LC3B以弥散的形式存在于细胞质中;而在自噬的情况下,荧光显微镜下GFP-LC3B则聚集在自噬体膜上,以斑点的形式表现出来(LC3B dots or punctae)。RFP-GFP-LC3B是研载生物研发的重组慢病毒,ganran后能够在靶细胞中有效表达红色荧光蛋白(RFP)、绿色荧光蛋白(GFP)和LC3B的融合蛋白,呈现明亮的红色和绿色荧光,可以用于细胞自噬的检测。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的细胞定位增加了难度。
自噬的功能(1)饥饿应答时的作用,在肝脏或在培养细胞中,氨基酸的匮乏会诱导细胞产生自体吞噬,由自体吞噬分解大分子,产生在分解代谢和合成代谢过程中所必须的中间代谢物。(2)在细胞正常活动中的作用,如在动物的不正常发育、老化和分化过程中,自体吞噬负责降解正常的蛋白以重新组建细胞。尽管通常人们认为自体吞噬不具有选择性,但是在某些病理和压力条件下,通过自体吞噬能选择性地隔离某些细胞器,如线粒体、过氧化物酶体等。(3)在某些组织中的特定功能,如黑质的塞梅林神经节中,多巴胺能神经元中的神经黑色素的合成就需要把细胞质中的多巴胺醌用AV包被隔离起来。自噬信号通路受到严密调控,在基础水平上起到重要管家作用,可使细胞在多种应力条件下继续存活。
我国肝病发生的原因多见于慢性HBV和HCV沾染,此外还与酒精性及非酒精性脂肪肝相关。HBV诱导的肝细胞自噬通常是由HBVx蛋白诱导的,HBx是HBVx基因编码的一种多功能潜在性蛋白,在慢性肝炎、肝硬化和肝病中发挥重要作用。HBx可通过抑制Beclin1与bcl-2结合和JNK-ROS信号通路启动自噬。其他HBV蛋白如HBsAg可通过与折叠错误的蛋白结合诱导自噬。但有趣的是,自噬的发生在肝病中的作用是一个复杂的双向调节过程,虽然HBx和HBsAg可通过不同途径启动和诱导自噬发生,但HBx在体内同时发挥出另一方面的作用,通过对ATP酶与mTOR的诱导,导致溶酶体酸化和降解能力降低,两方面共同作用下,然后体内自噬作用是减弱的。自噬启动的增加及溶酶体工作能力的降低,共同导致了p62堆积,从而促进病毒沾染,导致肝细胞坏死及凋亡增加。而p62的异常堆积可活化核转录因子E2相关因子2(Nrf2),启动抗氧化应激反应,使肝细胞在氧化应激条件下增加病变风险。诱导与吞噬泡形成:为应对多种刺激,通过形成一种独特的平整细胞膜(吞噬泡)诱导自噬。细胞自噬Beclin1
在细胞遭受代谢应激、药物调整和放射性损伤时,自噬也是维护基因完整性的重要机制。细胞自噬Beclin1
自噬的特性:自噬是细胞消化掉自身的一部分,即self-eating,初一看似乎对细胞不利。事实上,细胞正常情况下比较少发生自噬,除非有诱发因素的存在。这些诱发因素许多,也是研究的热门。既有来自于细胞外的(如外界中的营养成分、缺血缺氧、生长因子的浓度等),也有细胞内的(代谢压力、衰老或破损的细胞器、折叠错误或聚集的蛋白质等)。由于这些因素的经常性存在,因此,细胞保持了一种比较低的、基础的自噬活性以维持自稳。自噬过程比较快,被诱导后8min即可观察到自噬体(autophagosome)形成,2h后自噬溶酶体(autolysosome)基本降解消失。这有利于细胞快速适应恶劣环境。细胞自噬Beclin1
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