山东自噬溶酶体

时间:2022年01月24日 来源:

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。微自噬在运输胞内物质、维持胞内稳态以及增强细胞对饥饿的耐受能力方面有许多功能。山东自噬溶酶体

自噬的步骤可以大概总结为下面四步:步骤1:细胞接受自噬诱导信号后,在胞浆的某处形成一个小的类似「脂质体」样的膜结构,然后不断扩张,但它并不呈球形,而是扁平的,就像一个由2层脂双层组成的碗,可在电镜下观察到,被称为Phagophore,是自噬发生的铁证之一。步骤2:Phagophore不断延伸,将胞浆中的任何成分,包括细胞器,全部揽入「碗」中,然后「收口」,成为密闭的球状的autophagosome,即「自噬体」。电镜下观察到自噬体是自噬发生的铁证之二。有2个特征:一是双层膜,二是内含胞浆成分,如线粒体、内质网碎片等。步骤3:自噬体形成后,可与细胞内吞的吞噬泡、吞饮泡和内体融合(这种情况不是必然要发生的)。步骤4:自噬体与溶酶体融合形成autolysosome,期间自噬体的内膜被溶酶体酶降解,二者的内容物合为一体,自噬体中的「货物」也被降解,产物(氨基酸、脂肪酸等)被输送到胞浆中,供细胞重新利用,而残渣或被排出细胞外或滞留在胞浆中。山东自噬溶酶体自噬影响调节性T淋巴细胞、抗原递呈细胞等免疫细胞的发育生长及主要组织相容性复合物抗原递呈过程。

自噬(Autophagy),即细胞“吃掉自己”的过程,是一种细胞自我降解和循环利用胞内组分的过程。常见的自噬过程有三种类型:巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。在现代的生物学中,“自噬”的概念是由比利时生物化学家克里斯汀·德·迪夫(ChristiandeDuve)在研究溶酶体功能时首先提出的。尽管克里斯汀·德·迪夫因发现和阐明溶酶体的功能获得了1974年诺贝尔生理和医学奖,细胞自噬的具体机理直到20世纪90年代才由日本生物学家大隅良典(YoshinoriOhsumi)阐明。大隅良典也因对细胞自噬的研究获得了2016年诺贝尔生理和医学奖。

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。目前已有多份研究表明自噬在许多细胞的分化进程中被不同程度地唤醒。

细胞经诱导或阻止后,需对自噬过程进行观察和检测,常用的策略和技术有:1、利用WesternBlot检测LC3-II/I比值的变化以评价自噬形成自噬形成时,胞浆型LC3(即LC3-I)会酶解掉一小段多肽,转变为(自噬体)膜型(即LC3-II),因此,LC3-II/I比值的大小可估计自噬水平的高低。(注意:LC3抗体对LC3-II有更高的亲和力,会造成假阳性。方法2和3需结合使用,同时需考虑溶酶体活性的影响。)2、检测长寿蛋白的批量降解:非特异。3、MDC(Monodansylcadaverine,单丹磺酰尸胺)染色:包括自噬体,所有酸性液泡都被染色,故属于非特异性的。4、CellTrackerTMGreen染色:主要用于双染色,但其能染所有的液泡,故也是属于非特异性的。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。山东自噬溶酶体

鉴于自噬在肝病发生的发展过程和机体免疫中的重要作用,研究自噬的作用机制能为肝病免疫治理找到新的靶点。山东自噬溶酶体

在荧光显微镜下采用GFP-LC3等融合蛋白来示踪自噬形成(常用):GFP-LC3单荧光指示体系。由于电镜耗时长,不利于监测(Monitoring)自噬形成。我们利用LC3在自噬形成过程中发生聚集的现象开发出了GFP-LC3指示技术:无自噬时,GFP-LC3融合蛋白弥散在胞浆中;自噬形成时,GFP-LC3融合蛋白转位至自噬体膜,在荧光显微镜下形成多个明亮的绿色荧光斑点,一个斑点相当于一个自噬体,可以通过计数来评价自噬活性的高低。研载生物已开发出高效的评价用GFP-LC3病毒载体,通过瞬时高效传染细胞,配合活细胞工作站成功评价自噬流。山东自噬溶酶体

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