自噬與的研究方法

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1、.自噬（Autophagy）及其研究方法概述一、背景概念:目前根據(jù)發(fā)生過程分為三類：Macroautophagy，Microautophagy和Chaperone-mediatedautophagyCMA),大自噬（Macroautophagy）即我們說的自噬（autophagy）;微自噬（Microautophagy）：是指溶酶體主動、直接吞噬胞漿成分的一種方式;分子伴侶介導(dǎo)的自噬(Chaperone-mediatedautophagy，CMA)：一些分子伴侶，如hsp70，能幫助未折疊蛋白轉(zhuǎn)位入溶酶體。通常說的自噬泛指Macroautophagy.自噬是細胞內(nèi)的一

2、種“自食（Self-eating）”的現(xiàn)象，凋亡是“自殺（Self-killing）”的現(xiàn)象，二者共用相同的刺激因素和調(diào)節(jié)蛋白，但是誘發(fā)閾值和門檻不同，如何轉(zhuǎn)換和協(xié)調(diào)目前還不清楚.自噬是指膜（目前來源還有爭議，大部分表現(xiàn)為雙層膜，有時多層或單層）包裹部分胞質(zhì)和細胞內(nèi)需降解的細胞器、蛋白質(zhì)等形成自噬體（autophagosome），最后與溶酶體融合形成自噬溶酶體（autophagolysosome），降解其所包裹的內(nèi)容物，以實現(xiàn)細胞穩(wěn)態(tài)和細胞器的更新。自噬的步驟可以大概總結(jié)為下面四步:步驟1：細胞接受自噬誘導(dǎo)信號后，在胞漿的某處形成一個小的類似“脂質(zhì)體”..樣的膜結(jié)構(gòu)，

3、然后不斷擴張，但它并不呈球形，而是扁平的，就像一個由2層脂雙層組成的碗，可在電鏡下觀察到，被稱為Phagophore，是自噬發(fā)生的鐵證之一。步驟2：Phagophore不斷延伸，將胞漿中的任何成分，包括細胞器，全部攬入“碗”中，然后“收口”，成為密閉的球狀的autophagosome，即“自噬體”。電鏡下觀察到自噬體是自噬發(fā)生的鐵證之二。有2個特征：一是雙層膜，二是內(nèi)含胞漿成分，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)碎片等。步驟3：自噬體形成后，可與細胞內(nèi)吞的吞噬泡、吞飲泡和內(nèi)體融合（這種情況不是必然要發(fā)生的）。步驟4：自噬體與溶酶體融合形成autolysosome，期間自噬體的內(nèi)膜被溶酶

4、體酶降解，2者的內(nèi)容物合為一體，自噬體中的“貨物”也被降解，產(chǎn)物（氨基酸、脂肪酸等）被輸送到胞漿中，供細胞重新利用，而殘渣或被排出細胞外或滯留在胞漿中。自噬的特性：..1）自噬是細胞消化掉自身的一部分，即self-eating，初一看似乎對細胞不利。事實上，細胞正常情況下很少發(fā)生自噬，除非有誘發(fā)因素的存在。這些誘發(fā)因素很多，也是研究的熱門。既有來自于細胞外的（如外界中的營養(yǎng)成分、缺血缺氧、生長因子的濃度等），也有細胞內(nèi)的（代謝壓力、衰老或破損的細胞器、折疊錯誤或聚集的蛋白質(zhì)等）。由于這些因素的經(jīng)常性存在，因此，細胞保持了一種很低的、基礎(chǔ)的自噬活性以維持自穩(wěn)。2）自噬過

5、程很快，被誘導(dǎo)后8min即可觀察到自噬體（autophagosome）形成，2h后自噬溶酶體（autolysosome）基本降解消失。這有利于細胞快速適應(yīng)惡劣環(huán)境。3）自噬的可誘導(dǎo)特性：表現(xiàn)在2個方面，第一是自噬相關(guān)蛋白的快速合成，這是準備階段。第二是自噬體的快速大量形成，這是執(zhí)行階段。4）批量降解：這是與蛋白酶體降解途徑的顯著區(qū)別5）“捕獲”胞漿成分的非特異性：由于自噬的速度要快、量要大，因此特異性不是首先考慮的，這與自噬的應(yīng)急特性是相適應(yīng)的。6）自噬的保守性：由于自噬有利于細胞的存活，因此無論是物種間、還是各細胞類型之間（包括腫瘤細胞），自噬都普遍被保留下來自噬過

6、程的調(diào)控：..從上面總結(jié)的自噬特點中可以看出，自噬這一過程一旦啟動，必須在度過危機后適時停止，否則，其非特異性捕獲胞漿成分的特性將導(dǎo)致細胞發(fā)生不可逆的損傷。這也提醒我們在研究自噬時一定要動態(tài)觀察，任何橫斷面的研究結(jié)果都不足以評價自噬的活性。目前，已經(jīng)報告了很多因素能誘導(dǎo)細胞發(fā)生自噬，如饑餓、生長因子缺乏、微生物感染、細胞器損傷、蛋白質(zhì)折疊錯誤或聚集、DNA損傷、放療、化療等等，這么多刺激信號如何傳遞的、哪些自噬蛋白接受信號、又有哪些自噬蛋白去執(zhí)行等很多問題都還在等待進一步解答中。關(guān)于傳遞自噬信號的通路目前比較肯定的有：抑制類1）ClassIPI3Kpathway（PI

7、-phosphatidylinositol，磷脂酰肌醇）與IRS(Insulinreceptorsubstrate)結(jié)合，接受胰島素受體傳來的信號（血糖水平高抑制自噬）2）mTORpathway（mammaliantargetofrapamycin）mTOR在人類中的同源基因是FRAP1（FK506bindingprotein12-rapamycinassociatedprotein1），是一個絲/蘇氨酸蛋白激酶。能接受多種上游信號，如ClassIPI3K、IGF-1/2、MAPK，能感受營養(yǎng)和能量的變化,rapamycin是最典型最常用的自噬激動劑