运动通过脂噬作用调节脂代谢及其分子机制

脂噬是一种选择性的自噬,可以选择性地识别并降解脂滴,在调节细胞脂代谢、维持细胞内脂质稳态中发挥重要作用。运动能够诱导脂噬,同时也是减控体脂的有效手段。本文将重点介绍运动与肝脏、胰腺、脂肪组织等重要脏器脂噬作用的联系,并总结归纳运动调控脂噬作用的分子机制,为采取运动方式防治脂肪肝、肥胖等相关代谢性疾病提供一种新的思路。     

稻瘟病菌过氧化物酶体产生与降解的关键基因

过氧化物酶体(peroxisomes)是真核细胞中一类单层膜包被的细胞器,参与多种生化代谢.过氧化物酶体起源于内质网,过氧化物酶体形成相关的蛋白称为Peroxin,其编码基因通常写作PEX.细胞中过氧化物酶体的选择性消解称为过氧化物酶体自噬(pexophagy).参与细胞自噬(autophagy)的基因(ATG)大多参与过氧化物酶体自噬.近年来,丝状真菌中过氧化物酶体形成与降解机制的研究进展迅速,相关基因不断被鉴定.本文对相关研究进行了简要评述,并以稻瘟病菌为例,对丝状真菌基因组中可能的PEX和ATG基因进行了检索.发现稻瘟病菌中存在除PEX15,PEX17,PEX18,PEX21,PEX22,ATG19,ATG25,ATG30和ATG31之外的大多数PEX和ATG基因;同时,还存在多个丝状真菌特有的基因.说明过氧化物酶体的产生与消解在酵母、丝状真菌与哺乳动物之间相对保守,同时又各具特性.     

昆虫糖脂代谢研究进展

肥胖症和糖尿病的日趋流行已经成为世界范围内的公共健康问题,其病因主要在于体内血糖/血脂含量升高引起的能量代谢紊乱。大量的证据表明,昆虫可以作为研究人类代谢疾病的理想模型,它不仅能合成与哺乳动物同源的糖脂代谢相关激素(如胰岛素样肽和脂动激素),而且还具有进化保守的代谢信号通路(如雷帕霉素靶蛋白信号通路)及相关器官与组织(如中肠和脂肪体)。本文主要介绍了昆虫糖脂代谢的过程与调控机制,重点涉及脂肪体和绛色细胞的生理功能、胰岛素样肽/脂动激素对血糖的拮抗调节、参与营养物质代谢的胰岛素-胰岛素样生长因子信号通路以及与类固醇激素合成相关的胆固醇代谢等内容,并结合最新研究成果对黑腹果蝇Drosophila melanogaster糖脂代谢相关基因及其功能进行了总结,以期为昆虫生理学和人类代谢疾病研究提供参考。     

ULK1蛋白激酶通过自噬及非自噬途径介导的生理、病理和疾病研究进展

ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1)是一种哺乳动物丝/苏氨酸激酶,其作为自噬起始复合物的关键分子可介导细胞发生经典自噬反应。经典自噬反应是细胞通过由一系列自噬相关蛋白质介导的自噬溶酶体途径,将废弃或受损的蛋白质、细胞器经过自噬体的包裹后与溶酶体结合,继而使蛋白质、细胞器在溶酶体内降解。因此, ULK1介导的经典自噬反应是细胞质量控制的重要组成部分。除了介导经典自噬反应以外,ULK1也发挥着独立于自噬反应之外的重要作用,比如:促进细胞凋亡、强化磷酸戊糖途径、调控固有免疫反应等。此外, ULK1在糖脂代谢、红细胞形成、内质网应激、肿瘤、神经系统疾病中也发挥着重要作用。鉴于ULK1的重要性,本综述围绕ULK1蛋白激酶参与的经典自噬反应和不依赖自噬的反应及其介导的生理、病理和疾病过程展开论述。     

POMC神经元自噬与脂质体自噬

正机体脂肪动员产热,不仅依赖于脂肪酶系统,"脂质体自噬"(lipophagy)亦密切参与其中。机体重要的脂肪酶包括:脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)和激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL),二者均可促进"脂滴动员"(lipid droplet mobilization),提高脂质分解代谢水平。最近,美国爱因斯坦医学院Nuria Martinez-Lopez等研究人员发现:"自噬相关蛋白"介导的脂质体自噬亦参与脂滴动员,而且,该过程受下丘脑代谢神经元的调控。     

microRNA对细胞自噬调节

细胞自噬是细胞内高度保守的细胞自我消化和分解代谢过程,细胞内变性蛋白、衰老和受损的细胞器被转运到溶酶体降解. 自噬过程失调引起多种疾病,包括感染、衰老、神经退行性疾病、癌症和心脏疾病等,因此,自噬过程需要非常精确的调控. MicroRNA是一类在基因转录后水平调控目的基因的功能性小RNA分子.研究发现,microRNA可以通过RNA干扰（RNA interference, RNAi）途径调控某些自噬相关基因(autophagy related gene, ATG)及其调节因子.这些microRNA表达异常足以影响自噬水平,使得microRNA成为自噬研究的新视角,同时也使microRNA成为治疗自噬失调引起的疾病的潜在靶点.本文将对有关microRNA参与细胞自噬调控的最新研究动态进行综述.     

细胞自噬形成机制及其功能研究进展

自噬是真核细胞维持内环境稳态的一种内在平衡机制。现已发现,多种自噬相关蛋白质(autophagy related protein or Atg protein)参与自噬形成。其中,自噬相关蛋白1/Unc-51样激酶1(autophagy related 1/Unc-51-like kinase 1,Atg1/ULK1)蛋白酶复合物主要在自噬形成起始阶段发挥作用;自噬相关蛋白9·自噬相关蛋白2-自噬相关蛋白18(autophagy related 9·autophagy related 2-autophagy18,Atg9·Atg2-Atg18)复合物主要为自噬形成递送膜结构;自噬相关蛋白12(autophagy related 12,Atg12)和自噬相关蛋白5/微管相关蛋白1轻链3(autophagy-related 5/microtubule-associated protein 1light chain 3,Atg5/LC3)结合系统主要参与隔离膜的延伸和自噬体的成熟;而泡膜蛋白34-自噬相关蛋白6/Beclin1磷脂酰肌醇-3激酶复合物[vacuolar proteins sorting 34-autophagy related 6/Beclin 1phosphatidylinositol-3 kinase,Vps34-Atg6/Beclin1 PI(3)P]则可与不同物质结合,在自噬的起始和自噬体成熟过程中发挥重要作用。随着研究的深入,细胞自噬被认为可特异性识别底物进行降解,如线粒体自噬、噬脂、异体吞噬等。因此,自噬与多种疾病的发生发展密切相关,如神经系统疾病、肿瘤、心血管疾病、感染、代谢性疾病、特发性肺纤维化、肺动脉高压等疾病并参与衰老等生理过程。目前,一批以自噬为靶点的自噬调节剂正在临床试验阶段。     

基于自噬探讨Atg5参与肝脏疾病调控的研究进展

肝脏疾病作为危害人类健康的常见病和多发性疾病,在国内外对其的防治与治疗仍是个严峻的问题。细胞自噬是细胞体内自我调节的重要方式,细胞生长、分化、存活和自我平衡都依赖于此,同时在对抗慢性肝炎病毒感染、酒精性肝病、脂肪肝等肝脏疾病时发挥重要作用。研究表明,细胞自噬受到自噬相关基因-5(autophagy related gene-5,Atg5)的调控,通过Atg5调控细胞自噬来对抗肝脏疾病也引起越来越多的关注。例如在肝细胞中,上调Atg5的表达量可促进细胞自噬,从而减少内质网应激(ER)介导的损伤,这是治疗脂肪性肝炎的一个新策略。本文就Atg5通过调控自噬参与常见肝脏疾病的内在机制做一总结。     

自噬调控白色脂肪细胞棕色化的研究进展

脂肪细胞自噬(autophagy)以脂自噬和线粒体自噬的形式存在。细胞通过脂自噬调节脂质代谢,降低脂毒性并为线粒体活动提供原料;通过线粒体自噬控制细胞数量和质量影响细胞的功能。白色脂肪细胞中脂质过度积累及自噬调控异常引起的炎症,可导致肥胖症及其相关代谢疾病的发生。通过白色脂肪细胞棕色化将储能的白色脂肪细胞转变成产热的米色脂肪细胞是防治肥胖症的策略之一,而白色脂肪细胞棕色化过程需要自噬的调控。就目前有关两种形式的自噬在白色脂肪细胞棕色化中的作用、相关信号通路及自噬调节炎症的研究进展做一综述评论,以期为抗肥胖及其相关代谢性疾病研究提供参考依据。     

死亡相关蛋白激酶（DAPK）是负调控还是正调控自噬?

自噬(autophagy)是1个严谨调控的代谢途径. 哺乳动物细胞通过自噬能够降解和循环利用大分子和某些细胞器.自噬作为一种适应的机制,保护有机体对抗各种病理病变,包括感染、癌症、退行性病变、衰老和心脏疾病等.在移除蛋白聚集体、以及受损或过剩细胞器时,自噬发挥着很关键的作用,从而能够维持细胞能量平衡并适应环境压力.当自噬不足或过剩时,自噬也可作为一种促死亡的机制.在不同的情况下,自噬活化的程度通过自噬信号通路网络而精确地调节.死亡相关蛋白激酶(DAPK)是1个刺激调节蛋白激酶,它由几个功能结构域组成.这些结构域能让它参与广泛的信号通路中,包括凋亡、自噬和膜泡.DAPK在调节自噬中发挥着关键的作用.本文综述了在不同的情况下DAPK负调控或是正调控自噬的路径.     

PINK1/Parkin介导的线粒体自噬

线粒体自噬（mitochondrial autophagy, or mitophagy）指的是细胞通过自吞噬作用,降解与清除受损线粒体或者多余线粒体,其对整个线粒体网络的功能完整性和细胞存活具有重要作用。线粒体自噬过程受多种途径调控,PINK1/Parkin通路是其中的一条,其异常与多种疾病的发生密切相关,如心血管疾病、肿瘤和帕金森病等。在去极化线粒体中,磷酸酶及张力蛋白同源物(PTEN)诱导的激酶1（PTEN-induced kinase 1,PINK1）作为受损线粒体的分子传感器,触发线粒体自噬的起始信号,并将Parkin募集至线粒体;Parkin作为线粒体自噬信号的“增强子”,通过对线粒体蛋白质进一步泛素化介导自噬信号的扩大;去泛素化酶和PTEN-long蛋白参与调控该过程,并对维持线粒体稳态具有重要作用。本文主要对PINK1与Parkin蛋白质的分子结构和其介导线粒体自噬发生的分子机制,以及参与调控该途径的关键蛋白质进行综述,为进一步研究以线粒体自噬缺陷为特征的疾病治疗提供理论基础。     

自噬在病原真菌生殖中的作用（英文）

自噬是真核生物中重要且高度保守的蛋白降解过程。在此过程中,细胞中的细胞器、长寿蛋白及其他大分子物质被双层膜的自噬体包裹并运送至降解细胞器中进行降解并重新利用。自噬在病原真菌诸如细胞分化、营养动态平衡以及致病性等各种细胞过程中起重要作用。在本综述中,我们简要介绍了自噬过程,并以人体病原真菌新生隐球菌为例介绍了病原真菌的有性生殖过程;同时我们也总结了目前模式病原真菌中自噬相关基因的研究情况以及自噬调控病原真菌无性和有性生殖的可能机理;最后我们总结全文并讨论了未来自噬调控真菌有性生殖机理研究的工作方向。     

自噬在病原真菌生殖中的作用

自噬是真核生物中重要且高度保守的蛋白降解过程。在此过程中,细胞中的细胞器、长寿蛋白及其他大分子物质被双层膜的自噬体包裹并运送至降解细胞器中进行降解并重新利用。自噬在病原真菌诸如细胞分化、营养动态平衡以及致病性等各种细胞过程中起重要作用。在本综述中,我们简要介绍了自噬过程,并以人体病原真菌新生隐球菌为例介绍了病原真菌的有性生殖过程;同时我们也总结了目前模式病原真菌中自噬相关基因的研究情况以及自噬调控病原真菌无性和有性生殖的可能机理;最后我们总结全文并讨论了未来自噬调控真菌有性生殖机理研究的工作方向。     

AMPK对黄体脂滴代谢与类固醇激素产生的调节作用

黄体是卵巢重要的内分泌组织,含有丰富的脂滴,储存大量的胆固醇酯与甘油三酯,并参与卵巢功能调节。细胞质中的脂滴可作为细胞信号平台,与其他细胞器发生互作,同时参与控制细胞新陈代谢。促黄体素LH可以通过激活c AMP和PKA信号通路促进脂滴中水解胆固醇酯的激素敏感性脂肪酶(HSL)的磷酸化与激活,为类固醇激素生成提供胆固醇,为线粒体产生能量提供脂肪酸。能量传感器AMPK可以通过破坏代谢途径来抑制类固醇激素生成,如线粒体需要的胆固醇或类固醇激素生成所需的基因表达。另外,自噬也通过清除受损细胞器以及在饥饿时为细胞提供必需营养的方式参与调节细胞的代谢平衡,而影响AMPK活性与脂滴平衡的信号通路可以调控黄体细胞的自噬。由此可见,多个信号通路集中于黄体脂滴,参与调节类固醇激素生成和脂滴代谢。因此,进一步了解黄体细胞代谢通路是深入理解黄体功能与寿命调控机制的基础。     

细胞自噬在病毒感染与免疫调节中的作用机制

细胞自噬(autophagy)是一种主要由溶酶体介导的降解通路,作为细胞维持内环境稳态的一种保护性机制,不仅通过将长寿命蛋白和衰老细胞器降解为小肽或氨基酸为细胞提供再生资源,而且也可作为防御机制抵抗病原微生物感染和寄生. 自噬缺失与许多疾病如癌症、心血管疾病等的发生关系密切,在机体生理、病理过程中发挥重要作用. 本文拟就细胞自噬与病毒感染、机体免疫的关系加以综述,以期为研究细胞自噬的发生、参与机体免疫、发挥抗病毒感染作用及其分子机制提供参考,也为进一步研究抗病毒治疗的靶标提供新思路.     

COPII囊泡衣被蛋白SEC24A在巨自噬通路中的功能研究

细胞自噬是一种重要且保守的细胞内降解过程,通过形成双层膜的自噬体包裹细胞内容物进行降解。内质网来源的COPII囊泡被认为是饥饿诱导的应激过程中自噬体的膜源。探究了COPII囊泡衣被蛋白SEC24A在巨自噬通路中的作用。利用siRNA干扰技术敲低SEC24A的表达,EBSS饥饿处理对照组和SEC24A敲低组HeLa细胞2 h诱导自噬发生,经Western blot和免疫荧光实验检测自噬底物蛋白p62和自噬标志蛋白LC3-II的蛋白水平变化,以确定SEC24A是否参与自噬。通过RFP-GFP-LC3串联荧光检测自噬体和自噬溶酶体的数目,利用蛋白酶K保护实验验证自噬缺陷发生在自噬体闭合之前或者之后,利用免疫荧光实验检测敲低SEC24A对自噬通路上ATG复合物的影响,以确定SEC24A调控自噬通路的位点。通过免疫共沉淀实验验证SEC24A与自噬相关蛋白ATG9A是否存在相互作用。蛋白检测实验发现,饥饿条件下与对照细胞相比,敲低SEC24A细胞内自噬底物蛋白p62积累,而标志蛋白LC3-II减少。RFP-GFP-LC3串联荧光实验显示,敲低SEC24A后自噬体及自噬溶酶体的数目均减少。蛋白酶K保护实验显示,SEC24A敲低细胞中受膜结构保护的p62和GFP-LC3均减少,提示SEC24A作用位点在自噬体闭合之前。免疫荧光实验显示,敲低SEC24A的表达后ATG14L、ATG16L1点状结构减少,而ATG9A点状结构的数量没有明显变化,提示SEC24A作用于ATG14L、ATG16L1上游。免疫共沉淀实验显示SEC24A与ATG9A存在相互作用。研究结果不仅有助于深化对自噬体形成过程和分子机制的了解,也为全面解读COPII囊泡及其衣被蛋白在自噬中的重要作用提供了信息。     

鳞翅目昆虫中自噬相关分子Atg8的研究进展

自噬是细胞通过溶酶体自主降解以实现细胞内物质循环利用的过程,在昆虫细胞分化和个体发育中起着重要作用。鳞翅目昆虫属于完全变态昆虫,会通过自噬和凋亡完成蜕变重建过程,是研究自噬机制的模式生物。自噬相关蛋白Atg8是哺乳动物微管相关蛋白1轻链3的同系物,是自噬相关蛋白的核心蛋白家族,对自噬小体形成、膜的延伸、特定物质识别等具有重要意义。文中就鳞翅目昆虫Atg8在自噬信号通路中的作用、Atg8结构特点、Atg8表达分布及Atg8-PE/Atg8水平与自噬活性关系进行了综述。Atg8-PE是自噬信号通路中两个类泛素结合系统之一,在自噬中起着关键作用。序列分析表明,鳞翅目昆虫Atg8与其他真核生物同源蛋白的整体结构相似,尤其与其他昆虫同源蛋白的氨基酸序列高度一致,体现了Atg8的高度保守性。鳞翅目昆虫发育不同阶段,Atg8在中肠、唾液腺、卵巢、脂肪体、丝腺等器官中的表达分布各不相同。并且,Atg8在核质中分布也存在差异,Atg8在细胞核与细胞质之间的穿梭可能存在蛹化前阶段的某些细胞中。通过检测Atg8-PE在细胞内的表达水平或Atg8含量的变化,可以评价细胞自噬的发生程度。     

自噬在哺乳动物卵巢黄体功能维持及其退化过程中的作用

自噬是一种广泛存在于真核细胞中的分解代谢过程,在饥饿、缺氧等应激条件下细胞可以通过自噬途径降解自身组分来维持细胞的内稳态以及物质代谢的平衡,从而使细胞存活。黄体作为哺乳动物卵巢中的暂时性组织结构,对维持卵巢功能及早期妊娠具有非常重要的作用,其主要功能之一是合成孕酮。目前的研究表明,自噬参与了妊娠黄体功能的维持,并促进黄体退化过程中的细胞凋亡。该文对自噬在哺乳动物卵巢黄体功能维持及其退化过程中的作用进行综述,旨在为进一步研究哺乳动物卵巢黄体功能的调控机制提供重要的参考资料。     

细胞自噬及其调控病原真菌致病毒力的研究进展

自噬是细胞通过自我降解、重新利用胞内蛋白质和细胞器的过程,有利于帮助生物体抵御饥饿或其他不良环境条件。以酵母等为对象的研究揭示细胞自噬可分为3种类型:巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬,均具有重要的生理功能,其中针对巨自噬的机理研究最为深入广泛。不同自噬相关基因分别组成不同的功能模块,各自调控或完成自噬起始、自噬体形成、泛素化修饰和底物降解等。自噬活性的启动及不同底物的降解受表观遗传、转录、转录后及翻译后等多重调控。针对不同自噬相关基因功能的研究结果表明,不同病原真菌中存在与酵母自噬同源基因既保守又高度分化的生物学功能或效应。与酵母同源基因的生物学效应不同,不同关键自噬基因可分别参与调控病原真菌产孢、菌丝生长、细胞分化、侵染结构成熟,以及致病毒力等。自噬与致病毒力的关联性拓展了病原真菌致病机理的研究范畴,进一步研究病原菌自噬与寄主免疫互作的效应机制具有重要的生物学意义。     

自噬相关蛋白Atg4.1过表达促进嗜热四膜虫亲本大核程序化降解

细胞核自噬在真核生物进化过程中具有重要作用,然而不同生物中的自噬分子调控机制并不完全清楚。嗜热四膜虫有性生殖过程中亲本大核的程序化降解是一种独特的细胞核选择性自噬。该研究从嗜热四膜虫中鉴定出一种自噬相关基因Tt ATG4.1(TTHERM_00526270),编码677个氨基酸。Tt ATG4.1在营养生长期和饥饿期不表达,在有性生殖期2 h特异表达,亲本大核开始降解的anlagen时期表达量最高。通过同源重组构建获得MTT1启动子调控表达的ATG4.1突变株,免疫荧光定位显示, Atg4.1定位在细胞质和降解的亲本大核上。过量表达Atg4.1导致anlagen时期亲本大核未能正常凝缩,且细胞核膨大。通过自噬体和溶酶体荧光探针标记发现过量表达Atg4.1不影响亲本大核的酸化,但相比于野生型细胞,过表达Atg4.1细胞株中,亲本大核的降解更快。研究表明自噬相关蛋白Atg4.1参与调控嗜热四膜虫有性生殖中亲本大核程序化降解。