自噬体膜的来源

细胞自噬是指细胞通过自噬-溶酶体(autolysosome)降解变性蛋白聚集物和受损细胞器的过程. 自噬对于细胞内环境的稳态、物质的平衡、胚胎发育以及疾病的发生发挥重要作用. 在电镜下观察,自噬体膜是一个双层脂质膜结构. 细胞中因缺乏除了自噬相关蛋白9 (autophagy-related protein 9,ATG9)以外的自噬体膜相关蛋白,故难以确定自噬体膜的来源. 自噬体膜的来源也因此成为目前自噬研究领域的热点问题. 关于自噬体膜的来源,学术界存在两种观点：一种认为自噬体膜是细胞在自噬体组装位点(pre-autophagosomal structure, PAS)重新合成的;另一种观点则认为自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器(如内质网、高尔基体、内吞体、质膜和线粒体). 该文综述了近年有关自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器的研究进展,旨在为相关领域的研究提供参考.     

昆虫变态发育过程中的细胞自噬和凋亡

在昆虫变态期,幼虫组织发生退化或消亡,原因在于蜕皮甾醇激素（ecdysteroid）,即通常所说的蜕皮激素,诱导这些组织的细胞发生了自噬(autophagy)和凋亡(apoptosis)的程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)。一般情况下,自噬途径构成一种饥饿应激适应性以避免细胞的死亡,表现为低水平Cvt泡(Cvt vesicle)和自噬体(autophagosome)对部分胞质溶胶、蛋白聚集体和细胞器的吞噬和降解。昆虫进入变态发育时,由于蜕皮激素的激活,由遗传级联系统调控的PCD机制被启动,低水平的常态自噬转入高水平的自噬并同时诱发凋亡,细胞进入不可逆的死亡,导致幼虫组织在变态期退化或消亡。对果蝇Drosophila变态期PCD机制中最重要的发现是:（1）在自噬发生的PI3KⅠ- Tor 和 PI3KⅢ的分子通路中,由自噬相关蛋白Atg1引发的高水平自噬能够诱导凋亡;（2）蜕皮激素诱导表达的βFTZ-F1,E93,BR-C,E74A等转录因子不但激活凋亡的Caspases通路,还能诱导自噬的发生。     

泛素与自噬

泛素调节的蛋白质降解过程和细胞的自噬现象都是细胞自我调节的基本机制。其中,泛素可能作为一种普遍的识别信号参与了白噬过程;而自噬的诱导又能促进泛素化作用,从而增强对底物的降解。本文着重探讨这两者间的关系及可能存在的相互调节作用,并兼及两者共同涉及的细胞程序性死亡现象。     

细胞自噬与肿瘤耐药

细胞自噬是一种细胞自我降解的过程,在适应代谢应激、保持基因组完整性及维持内环境稳定方面发挥重要作用. 在肿瘤治疗中,凋亡耐受是产生肿瘤耐药的重要机制. 细胞自噬可防止抗肿瘤药诱导的凋亡,促进肿瘤耐药. 然而,自噬性细胞死亡可能是凋亡耐受肿瘤细胞的一种死亡方式. 因此,细胞自噬对肿瘤细胞的耐药性有双重影响. 本文综述了细胞自噬的分子机制、细胞自噬与凋亡的关系、细胞自噬与肿瘤耐药以及治疗的主要研究进展.     

活性氧对植物自噬调控的研究进展

自噬是一种在真核生物中高度保守的降解细胞组分的生物过程, 在饥饿、衰老和病菌感染等过程中起关键作用。而活性氧是有氧生物在正常或胁迫条件下产生的一种代谢副产物, 在植物的生长发育、胁迫适应和程序性细胞死亡过程中起重要作用。最新研究结果表明, 当植物受到病菌感染产生超敏反应时活性氧和自噬在程序性细胞死亡、生长发育和胁迫适应过程中起重要调控作用。因此, 该文结合最新的研究进展, 从活性氧的种类及特点、自噬的分子基础以及活性氧在植物自噬中的作用等方面, 探讨了活性氧与植物自噬之间的信号转导关系。     

细胞衰老与细胞自噬的生物学关联及其意义

细胞衰老是指细胞生理功能的衰减,包括增殖能力下降、细胞周期停滞、对促凋亡应激不敏感、衰老相关基因和蛋白表达增加,伴有形态学衰老改变,渐趋死亡的现象,其至少可分为复制性衰老和应激诱导的衰老。细胞自噬属于细胞＂自食＂现象,是细胞依赖溶酶体的分解代谢过程,能降解受损蛋白、衰老或损伤的细胞器等细胞结构,可被多种应激所触发。细胞自噬的典型特征是形成自噬体并呈递给溶酶体,该过程在蛋白质和细胞器质量控制中起基础作用并维持了细胞能量的稳态。最新研究表明,自噬与细胞衰老密切相关,参与蛋白酶和自噬相关调节的BAG蛋白家族中BAG3/BAG1比值在复制性衰老时增高,且BAG3在细胞衰老时能介导自噬的激活。在Ras诱导的细胞衰老进程中亦可观察到较高的自噬活性。再者,自噬作为生物机体抗衰老的效应因子的遗传学证据已在低等真核生物中发现。还有研究证实,作为人类精液主要组分的亚精胺能够触发组蛋白H3脱乙酰基作用,此改变上调了自噬相关转录物的表达,继而引发自噬活性增强,从而延缓了多种细胞的衰老进程。另有研究显示,在P53/Arf的正常调节下,小鼠的衰老进程得以延缓,而Arf在细胞自噬过程的调节中亦是不可或缺的。总之,自噬活性的改变影响细胞衰老进程并可作为细胞衰老新的效应机理。     

受体相互作用蛋白3（RIP3）调控细胞自噬的研究进展

受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein 3,RIP3)是一种丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶,因其参与细胞自噬的调控而受到广泛关注。本文就RIP3在细胞自噬的发展和调控机制中的作用进行了总结。RIP3可参与mTOR信号通路的调节,同时与多种自噬所必须的蛋白发生相互作用,包括GNAI3/RGSI9、P62和TFEB等,从而其在自噬启动、自噬体形成和自噬溶酶体成熟等多个阶段发挥正向或负向调控作用,为进一步探究RIP3对细胞程序性死亡的调控机制及相关疾病治疗的潜在分子靶标筛选提供参考。     

细胞自噬的诱导及检测技术在细胞生物学实验教学中的应用实例

细胞自噬是一种在进化上高度保守的溶酶体吞噬降解自身成分的胞内代谢途径。它与多种生理功能有关,如在饥饿、刺激等不利环境条件下,细胞通过自噬降解多余或异常的大分子,为细胞的生存提供能量及原材料,促进生物体的生长发育、细胞分化及对环境变化产生应答。但是,过度的自噬可以导致细胞死亡,因此自噬又被称为II型程序性细胞死亡,这是除凋亡和坏死之外的一种新的细胞死亡方式。另外,自噬异常与多种病理过程如肿瘤、神经退行性病变、病原体感染等密切相关。由于细胞自噬在生理和病理过程中都发挥着重要作用,因此,自噬成为细胞生物学领域的一个新的研究热点。以细胞自噬为研究内容,设计了适合在本科生课程中开设的细胞自噬的诱导及观察实验项目,对该实验项目的实验原理、实验设计与安排等进行了详细的介绍,为该项目在实验课程中的推广提供了有益的参考。     

果蝇变态过程中的细胞凋亡和细胞自噬

程序化细胞死亡(programmed cell death,PCD)分为I型PCD细胞凋亡(apoptosis)和II型PCD细胞自噬(autophagy)。果蝇等完全变态昆虫有2种类型的器官:即细胞内分裂器官(如脂肪体、表皮、唾液腺、中肠、马氏管等)和有丝分裂器官(复眼、翅膀、足、神经系统等)。在昆虫变态过程中,细胞内分裂器官进行器官重建,幼虫器官大量发生细胞凋亡和细胞自噬到最后完全消亡,同时成虫器官由干细胞从新生成;而有丝分裂器官则由幼虫器官直接发育为成虫器官。在果蝇等昆虫的变态过程中,细胞凋亡和细胞自噬在幼虫器官的死亡和成虫器官的生成中发挥了非常重要的作用。文章简要介绍细胞凋亡和细胞自噬在果蝇变态过程中的生理功能和分子调控机制。     

DAP kinase and DRP-1 mediate membrane blebbing and the formation of autophagic vesicles during programmed cell death

Death-associated protein kinase (DAPk) and DAPk-related protein kinase (DRP)-1 proteins are Ca+2/calmodulin-regulated Ser/Thr death kinases whose precise roles in programmed cell death are still mostly unknown. In this study, we dissected the subcellular events in which these kinases are involved during cell death. Expression of each of these DAPk subfamily members in their activated forms triggered two major cytoplasmic events: membrane blebbing, characteristic of several types of cell death, and extensive autophagy, which is typical of autophagic (type II) programmed cell death. These two different cellular outcomes were totally independent of caspase activity. It was also found that dominant negative mutants of DAPk or DRP-1 reduced membrane blebbing during the p55/tumor necrosis factor receptor 1-induced type I apoptosis but did not prevent nuclear fragmentation. In addition, expression of the dominant negative mutant of DRP-1 or of DAPk antisense mRNA reduced autophagy induced by antiestrogens, amino acid starvation, or administration of interferon-gamma. Thus, both endogenous DAPk and DRP-1 possess rate-limiting functions in these two distinct cytoplasmic events. Finally, immunogold staining showed that DRP-1 is localized inside the autophagic vesicles, suggesting a direct involvement of this kinase in the process of autophagy.     

程序性细胞死亡与肿瘤

程序性细胞死亡（programmed cell death,PCD）是指由基因控制的细胞自主的有序性死亡方式,涉及一系列基因的激活、表达以及调控等。目前,经典细胞凋亡被称为Ⅰ型PCD,而自噬性细胞死亡称为Ⅱ型PCD,坏死样程序性细胞死亡则被称为Ⅲ型PCD,它们在肿瘤的发生、发展及治疗过程中起非常重要的作用。该文结合国内外最新研究进展主要针对不同细胞死亡模式及其相互作用、关键作用蛋白,细胞自噬与肿瘤发生,细胞自噬、凋亡与肿瘤治疗作一简要综述,并展望发展前景,提出在肿瘤治疗中如何利用不同死亡模式的协同作用最大限度地发挥其临床应用价值。     

Ultrastructure of autophagy in plant cells

Just as with yeasts and animal cells, plant cells show several types of autophagy. Microautophagy is the uptake of cellular constituents by the vacuolar membrane. Although microautophagy seems frequent in plants it is not yet fully proven to occur. Macroautophagy occurs farther away from the vacuole. In plants it is performed by autolysosomes, which are considerably different from the autophagosomes found in yeasts and animal cells, as in plants these organelles contain hydrolases from the onset of their formation. Another type of autophagy in plant cells (called mega-autophagy or mega-autolysis) is the massive degradation of the cell at the end of one type of programmed cell death (PCD). Furthermore, evidence has been found for autophagy during degradation of specific proteins, and during the internal degeneration of chloroplasts. This paper gives a brief overview of the present knowledge on the ultrastructure of autophagic processes in plants.     

细胞自噬与凋亡的交互作用

细胞自唾又称Ⅱ型程序性细胞死亡,参与了多种疾病的发生和发展。自唆与凋亡之间存在着复杂的交互调控——二者能被多种应激刺激共同激活、共享多个调节分子,甚至互相协调转化等。全面深入研究自噬与凋亡之间的交互作用机制,将为肿瘤等疾病的认知及治疗带来突破性进展。     

昆虫细胞程序性死亡的研究进展

在昆虫发育和抵抗病原微生物的入侵过程中,细胞凋亡与自噬性死亡现象十分常见。昆虫细胞凋亡的研究已经取得了许多的成果,但是有关细胞自噬程序性死亡的研究还正在深入。昆虫细胞凋亡的信号通路至少有3条：一条类似于线虫细胞的凋亡信号通路,另一条类似于哺乳动物细胞的凋亡信号通路, 还有一条不依赖于胱天蛋白酶的凋亡信号通路。在昆虫的多种组织细胞中,细胞凋亡与自噬程序性死亡在信号通路上存在互串(cross talking),可以相互促进、抑制或替代。了解昆虫细胞程序性死亡对防治害虫具有一定的意义。