納米材料引發(fā)保護型自噬及mirna在納米材料誘導自噬之作用研究

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1、納米材料引發(fā)保護型自噬及miRNA在納米材料誘導自噬之作用研究第一章緒論1.1細胞自噬1.1.1引言諾貝爾獎獲得者、溶酶體發(fā)現(xiàn)者、比利時著名科學家ChristiandeDuve在20世紀50年代通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)自唆體(autophagosome)這一超微結(jié)構(gòu)的存在。這一發(fā)現(xiàn)是基于對胰高血糖素作用下的肝臟內(nèi)線粒體和其他細胞器被降解過程的觀察(DeterandDedxive，1967)。之后他在1963年溶酶體國際會議上提出了自隆(Autophagy)這個說法。從上世紀60年代到90年代，但由于缺乏更加有效的實驗手段，細胞自嗟研究主要局限在對其細胞生物學現(xiàn)象和亞細胞形態(tài)的描述

2、上。1999年美國Levine研究組發(fā)現(xiàn)自噬基因Beclinl抑制腫瘤發(fā)生，第一次顯示了細胞自暖與重大疾病的相關(guān)性，也重新激起了人們對自B楚研究領(lǐng)域的熱情(Liangetal.，1999)。2004年1月細胞自唾專業(yè)雜志Autophagy雜志創(chuàng)刊，細胞自唾的研究進入一個快速發(fā)展的井噴階段。自2007年至2011年己經(jīng)召開了五屆自睡國際會議，世界范圍內(nèi)自噬研究的廣泛展幵。本世紀初至今，細胞自_作為一個熱門的生物學研宄領(lǐng)域一直備受關(guān)注。1.1.2細胞自隨的基本過程和分類從字面的Auto-(自我的、自發(fā)地）和-phagy(通常表示吞隨的詞根）不難看出，細胞自唾是一種消化自身的過程，是

3、細胞自發(fā)性降解受損的細胞器、大分子物質(zhì)和長壽命蛋白的細胞生物學現(xiàn)象。與蛋白酶體途徑等其他蛋白降解途徑不同的是，它主要是負責長周期蛋白的降解(MortimoreandPoso,1987),KlionskyandEmr,2000).內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum)、高爾基體的一部分也會經(jīng)過自唾途徑降解，甚至有研究表明，在酵母中，自哩甚至可以降解細胞核的部分區(qū)域(Robertsetal.,2003,Millenetal.,2009)。細胞自噬的大體過程如圖1.1所示，當自噬發(fā)生時，細胞內(nèi)部首先由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等膜結(jié)構(gòu)中脫落產(chǎn)?生一種雙層脂膜結(jié)構(gòu)，被稱為杯狀分隔

4、膜(Phagophore)；杯狀分隔膜不斷延伸包裹在待降解物的周圍，最終形成一個脂質(zhì)球體，被稱為自唾體（Autophagosome),它是以標志性的雙層膜結(jié)構(gòu)為特點的(:Mizushima，2007；)。自唾體雙層膜的起源尚不清楚，一種觀點認為其于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（roughendoplasmicreticulum,RER)，也有觀點認為于晚期高爾基體(Golgiapparatus)及內(nèi)體(endosome)(Axeetal.,2008，SimonsenandTooze,2009)，甚至有研究發(fā)現(xiàn)在其他被嚴格限制條件下，自唾體雙層膜是于細胞核膜的（nuclearenvelope)(E

5、nglishetal.,2009a),也研究認為不能排除雙層膜是自發(fā)合成的。接下來的步驟中，自唆體與溶酶體融合，形成自噬溶酶體(Autolysosome)。具體過程是自唆體的外膜與溶酶體膜相融合，剩下的內(nèi)膜及其內(nèi)容物在溶酶體內(nèi)的酸性蛋白酶等分解酶的作用下被分解為氨基酸、核苷酸等基本物質(zhì)，由線粒體通透酶和轉(zhuǎn)運蛋白運送至胞裝中，繼續(xù)參與包括能量生成，細胞器再生等關(guān)鍵細胞生物學過程。因此可以說，細胞自噻是細胞內(nèi)的回收工廠。根據(jù)細胞內(nèi)底物運送到溶酶體腔方式的不同，廣義上哺乳動物的細胞自唆可被分為三種(CrotzerandBlum,2005)：大自嗟(Macroautophagy)、小自

6、唾(Microautophagy)和分子伴伯介導的自卩蜜（Chaperone-mediatedautophagy)。在、大自噬形式的autophagy中，哺乳動物細胞胞楽中需要降解的長周期蛋白和細胞器殘骸等自唾底物被非溶酶體的雙層膜所包裹，形成前文提到的自唾體(Autophagosome)，并由自噬體將其轉(zhuǎn)運到溶酶體中進行降解；小自噬形式的細胞自隨與大自噬不同點在于雙層膜的，小自哩的雙層膜源自溶酶體膜，溶酶體膜自身變形包裹了內(nèi)容物。在大自噬和小自唆兩種形式的自隨中，底物被其所包裹的雙層膜結(jié)構(gòu)帶至溶酶體并融合后，均發(fā)生膜的迅速降解，進而釋放出其中的底物，使溶酶體中水解酶對底物進行

7、有效分解處理，保證了細胞對內(nèi)含物中有用物質(zhì)的再利用。分子伴侶介導的自首先由胞衆(zhòng)中的分子伴侶HSC73識別底物蛋白分子的特定氧基酸序列（如KFERQmotif)并與之結(jié)合，分子伴侶-底物復合物被溶酶體膜上的Lamp2a受體識別后，底物蛋白分子去折疊；溶酶體腔中的另外一種分子伴侶介導底物在溶酶體膜的轉(zhuǎn)位，底物進入溶酶體腔中，在水解酶作用下被降解，以便細胞再利用(CuervoandDice,1996)。第2章納米ParamontroseiteVO2引發(fā)保護性細胞自趣2.1引言釩(Vanadium)