缺血性脑损伤中的自噬——研究进展与挑战

缺血性脑卒中是一类难治性疾病,细胞自噬可能参与其中,该领域的研究逐渐受到重视.本文综述了缺血性脑损伤过程中自噬相关的研究进展,概述了自噬发生的信号通路,列举了在缺血性脑损伤情况下诱发自噬的关键因素,并结合本实验室开展的工作,阐述了自噬在缺血性脑损伤中的作用以及线粒体自噬在该过程中的潜在意义.最后,对该研究领域存在的问题和新的发展方向提出了一些观点,希望能为病理学、药理学和治疗学相关研究提供新思路.     

基于自噬溶酶体形成机制调控缺血性脑卒中后神经元自噬流

脑卒中是由脑血管阻塞或出血引发的急性脑血管病，约84%的临床脑卒中患者由脑缺血引起。研究表明，自噬广泛参与并显著影响脑卒中病理生理进程。自噬是一个将陈旧蛋白质、损伤细胞器及多余胞质组分等呈递给溶酶体进行降解的代谢过程，其包括自噬的激活、自噬体的形成和成熟、自噬体与溶酶体融合、自噬产物在自噬溶酶体内消化和降解等过程。自噬流通常被定义为自噬/溶酶体信号机制。最近发现，自噬流障碍是导致缺血性脑卒中后神经元损伤的重要原因，而在自噬过程中任一步骤发生障碍均可导致自噬流损伤。本文重点对自噬体-溶酶体融合的机制，以及该机制在缺血性脑卒中后发生障碍的致病机理进行详细阐述，以期基于自噬体-溶酶体融合机制对神经元自噬流进行调节，进而诱导缺血性脑卒中后的神经保护。本文可为脑卒中病理机制研究指明方向，为脑卒中治疗探寻新的线索。     

人参与丹参的抗脑缺氧作用

中药人参与丹参在我国的药用历史都很久。一些研究表明 ,人参制剂有抗缺氧作用 ,人参的主要活性成份人参皂甙具有抗缺氧性脑损伤的作用。同样 ,丹参亦具有抗缺氧及抗缺氧性脑损伤的作用 ,并且临床上已用于缺血性心脑血管疾病等治疗。然而 ,人参与丹参抗缺氧脑损伤的作用机制目前尚不十分清楚 ,人参亦尚未用于临床防治缺氧缺血性脑病。本课题结合整体动物及离体海马脑片的低氧实验 ,以比较人参与丹参的抗脑缺氧作用 ,并分析其作用机制 ,为临床应用人参防治缺血缺氧性脑损伤提供理论依据。1　材料和方法(1)药剂　人参及丹参制剂由上海海洋水下…     

MicroRNA对缺血性脑卒中自噬调控作用的研究进展

脑卒中可造成严重的脑部损伤,是人类第二大死亡原因。患者中,缺血性脑卒中更为常见,其发病机制复杂,近年的研究提示细胞自噬参与其中。自噬是一种通过自身降解异常蛋白和受损细胞器维持细胞内环境稳态的分解代谢途径,该过程受基因调控,可抵抗缺血性脑卒中造成的缺血缺氧环境,维持存活状态,但过度的自噬也可直接导致细胞死亡。MicroRNA是一种非编码RNA,可通过与mRNA反向结合,从基因水平上调控多种细胞活动。microRNA可通过对自噬过程的调节而参与缺血性脑卒中多种病理过程的调节。但microRNA在缺血性脑卒中自噬过程中的作用还未完全明晰。本文汇总近年来此领域的最新研究进展,旨在为缺血性脑卒中的基础研究与临床应用奠定理论基础。     

线粒体自噬的研究进展

线粒体自噬(mitophagy)是指细胞通过自噬机制选择性清除多余或损伤线粒体的过程,对于线粒体质量控制以及细胞生存具有重要作用。在线粒体自噬的过程中,线粒体自噬受体FUNDCl、Nix、BNIP3,接头蛋白OPTN、NDP52以及去泛素化酶UPS30、UPS8等发挥了重要的调控作用。近年来,研究发现线粒体自噬与神经退行性疾病、脑损伤以及胶质瘤相关。因此,研究线粒体自噬的分子机制具有重要意义。本文就与哺乳动物相关的线粒体自噬分子机制及最新研究进展做一综述。     

铁死亡在缺氧相关脑损伤中的研究进展

脑部缺氧经常带来不可逆的中枢神经系统损伤，严重危害着人类健康，对缺氧相关脑损伤机制的深入探索具有重要意义。铁死亡作为一种程序性细胞死亡，主要表现为铁依赖性脂质过氧化物过量积累导致的细胞死亡，与谷胱甘肽代谢、脂质过氧化和铁代谢异常相关，参与多种疾病的发生和发展。研究发现铁死亡在缺氧相关脑损伤中发挥重要作用。本文总结了铁死亡的发生机制，并阐述了其在脑缺血再灌注损伤、新生儿缺氧缺血性脑损伤、阻塞性睡眠呼吸暂停所致脑损伤及高原低氧脑损伤中的研究进展。     

缺血性脑卒中后神经元自噬流障碍的病理机制研究进展

自噬是一个将损伤细胞器、陈旧蛋白、多余胞质组分甚至病原体等通过自噬体呈递给溶酶体进行降解的细胞内代谢过程。它包括自噬启动、自噬体形成、自噬体-溶酶体融合和自噬底物在自噬溶酶体内降解和清除4个步骤。当这些过程呈连续通畅状态则可称为自噬流,自噬/溶酶体信号通路中某一或某些步骤发生阻滞均可导致自噬流障碍。众多研究表明,脑卒中后自噬流障碍是导致脑卒中后缺血半影区神经元损伤的重要原因。本文总结了缺血性脑卒中后神经元自噬流障碍的病理机制研究进展,并介绍了目前改善神经元自噬流障碍方法的研究进展,为深入探究脑卒中病理损伤机制提供参考。     

缺氧通过SIRT1调控结直肠癌细胞自噬

目的:探究缺氧调控结直肠癌细胞自噬的分子机制。方法:分别在常氧及缺氧(1%氧气浓度)条件下处理细胞,western blot检测细胞内沉默信息调节因子1(Silencing Information Regulator 1,SIRT1)及自噬相关标志分子的表达情况;慢病毒转染构建SIRT1稳定过表达或敲减细胞株,利用透射电镜观察细胞内自噬体形成的情况;使用m RFP-GFP-LC3双标腺病毒感染细胞,在激光扫描共聚焦显微镜下观察细胞自噬流的进展。结果:Western blot结果显示,缺氧条件下,HCT116及SW480细胞内SIRT1的表达水平随着缺氧时间的延长而降低,自噬特异性底物p62蛋白水平降低且LC3-I/II转换增加;与对照组相比,SIRT1过表达细胞内自噬特异性底物p62的表达水平升高而LC3-I/II转换受到抑制;相反在SIRT1敲减细胞内,p62的表达水平降低而LC3-I/II转换进一步促进。透射电镜结果发现SIRT1过表达后,细胞内自噬溶酶体形成减少、自噬体数量增多;激光共聚焦结果显示,SIRT1过表达细胞内绿色荧光淬灭减少、自噬体与自噬溶酶体的融合收到明显抑制,说明SIRT1通过抑制自噬溶酶体的形成,阻断自噬流的进展。结论:缺氧通过抑制SIRT1的表达促进结直肠癌的细胞自噬。     

Atg11的功能研究进展

Atg11利用自身众多螺旋结构域作为支架蛋白,主要介导选择性自噬过程中自噬体的形成.选择性自噬可特异性清除损坏的生物大分子和细胞器,在真核生物的胞内物质周转及细胞器质量控制中起重要作用.本文首先介绍了Atg11的结构特点,其次重点介绍了Atg11在3种选择性自噬(细胞质到液泡靶向(Cvt)途径、过氧化物酶体自噬和线粒体自噬)中的作用,最后概括了Atg11的其他功能.本文系统总结了近几年关于Atg11的研究进展,以期为自噬体形成机制研究及Atg11在自噬体形成过程中的功能研究提供参考.     

PC12细胞在缺氧条件下的自噬现象

目的：考察PC12细胞内自噬发生与缺氧时间的关系,探讨自噬对缺氧细胞的影响作用。方法：以PC12细胞为模型,将对数生长期的细胞加入96孔培养板,37℃、5% CO₂培养24 h后,放入0.5% O₂、94.5% N₂和5% CO₂的培养箱缺氧1 h、3 h、6 h、9h、12 h、24 h、36 h和48 h,用MTT法检测细胞存活率,透射电镜观察细胞内自噬体,Westen blot法检测自噬相关蛋白（LC3B、Atg5和Beclin1）的表达,用试剂盒检测细胞内乳酸脱氢酶（LDH）活性、活性氧自由基（ROS）和线粒体膜电位（MNP）水平,探究缺氧不同时间自噬对PC12细胞的作用。结果：在缺氧3~12 h,PC12细胞自噬明显增加,自噬相关蛋白（LC3B、Atg5和Beclin1）表达增加,尤其是缺氧9 h,PC12细胞存活明显增加,表明短时间缺氧自噬对细胞起保护作用,而随着缺氧时间的延长细胞存活明显降低,自噬相关蛋白表达水平减少,细胞LHD和ROS水平明显增加。MMP水平显著下降,细胞凋亡明显增加。结论：在缺氧早期自噬对PC12细胞起保护作用,但缺氧时间较长,超过了细胞自身调节能力导致细胞死亡。     

线粒体自噬在肿瘤发生发展中的双重作用

线粒体自噬(mitophagy)是一种选择性的宏观自噬形式,线粒体被自噬溶酶体选择性地靶向降解。线粒体自噬用于去除功能失调的线粒体以减轻氧化应激和预防癌的发生,然而,线粒体自噬不仅仅局限于功能失调的线粒体的更新,而且在一些不利条件下(营养供应不足和缺氧)可促进肿瘤细胞的存活,保护细胞免于凋亡或坏死。因此,线粒体自噬是控制癌细胞质量的关键因素。鉴于线粒体自噬的重要作用,越来越多的研究关注线粒体自噬的调控机制,其调控机制主要是相关通路蛋白,同样,药物也能调控线粒体自噬。本文将会从线粒体自噬在肿瘤发生中的双重作用及其调控机制这三方面进行综述,旨在为肿瘤治疗提供新的方向。     

细胞自噬在植物碳氮营养中作用的研究进展

自噬（autophagy）是真核生物细胞通过形成自噬体,回收利用胞内物质,维持细胞健康的高通量亚细胞降解途径。随着酵母和动物自噬研究的深入,植物自噬也受到越来越多的关注。近期的研究揭示了植物自噬的基本机制及其生理意义,也发现了植物特有的自噬形式与自噬相关基因。该文主要综述了自噬在植物碳、氮营养中的作用。     

小鼠缺血性脑损伤模型急性期海马SIRT3与自噬相关蛋白表达水平的相关性分析

摘要 目的：观察小鼠缺血性脑损伤模型急性期海马区域沉默信息因子3(SIRT3)和自噬相关蛋白的表达,并探讨两者的相关性。方法：选择C57BL/6J小鼠,采用大脑中动脉阻塞(MCAO)法建立缺血性脑损伤模型,并将小鼠随机分为假手术组(sham)和模型组(MCAO)。缺血性脑损伤急性期(6h),采用间接免疫荧光法观察小鼠海马CA1、CA3和DG区域SIRT3的表达,应用蛋白印迹法检测SIRT3、自噬相关蛋白LC3 I/II和Beclin-1的表达,而后用Spearman相关性分析明确SIRT3和LC3-II、Beclin-1表达的相关性。结果：海马各区域SIRT3阳性细胞数量在损伤后明显增多(P<0.05),且SIRT3蛋白表达也相对上调(P<0.05);损伤后自噬相关蛋白LC3-II和Beclin-1表达亦增高(P<0.05);Spearman相关性分析发现SIRT3与自噬相关蛋白LC3-II、Beclin-1表达均呈显著正相关(P<0.05)。结论：小鼠缺血性脑损伤模型急性期海马区域SIRT3和自噬相关蛋白的表达具有显著相关性,SIRT3对海马区域自噬的调节可能有重要作用。     

缺氧复氧诱导自噬基因表达对滋养细胞生长的影响与机制

为探索子痫前期孕妇胎盘病变的发病机制,我们模拟体内缺血再灌注微环境,在体外建立胎盘滋养细胞HTR8/SVneo缺氧复氧模型,以探究缺氧复氧对细胞自噬的诱导作用及对细胞生长的影响。将实验分为对照组、缺氧复氧组及自噬抑制剂3-MA+缺氧复氧组,应用吖啶橙染色及LC3-Ⅱ免疫荧光染色检测经处理24 h后细胞自噬水平,MTT法检测细胞增殖能力,Real time PCR检测自噬基因Beclin-1、LC3-Ⅱ的表达,Western blot分析相应自噬蛋白的表达。结果显示缺氧复氧组HTR8/SVneo细胞自噬水平明显升高(p0.01),伴随Beclin-1、LC3-Ⅱ基因及蛋白表达显著增高(p0.01),细胞增殖同时显著受抑(p0.01),而加入3-MA后缺氧复氧组细胞自噬水平明显受抑(p0.01),Beclin-1、LC3-Ⅱ基因及蛋白表达显著下降(p0.01),细胞增殖能力显著提高(p0.01)。这表明滋养细胞HTR8/SVneo在缺氧复氧环境中启动细胞自噬,过度自噬时可能通过诱导Ⅱ型程序性死亡影响细胞增殖,当自噬被抑制后,细胞增殖能力明显恢复。     

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。     

mTOR信号通路诱导的自噬在心肌细胞缺氧损伤中的作用研究

目的:探讨自噬在心肌细胞缺氧损伤中的作用及分子机制。方法:体外分离培养乳鼠心肌细胞,体外建立缺氧/去血清(H/SD)模型以模拟在体的缺血环境。分别给予自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3MA,5 mM)和mTOR抑制剂雷帕霉素(1.0μg/L)调节心肌细胞自噬水平。分别采用TUNEL染色检测心肌细胞凋亡,Western blot方法检测心肌细胞蛋白表达水平。结果:H/SD损伤可以显著诱导心肌细胞自噬水平(P0.05),并且细胞自噬水平可以被3-MA及雷帕霉素调节。同时,H/SD可以显著增加心肌细胞凋亡(P0.05),而给予3-MA抑制自噬水平可以减少细胞凋亡(P0.05)。相反,雷帕霉素增加自噬同样可以加重缺氧导致的心肌细胞凋亡(P0.05)。H/SD损伤过程中,心肌细胞mTOR信号通路被激活,而自噬抑制剂3-MA可以显著提高缺氧条件下心肌细胞中p-mTOR(Ser2448)的表达水平(P0.05),并增加mTOR下游分子p-p70S6k(P0.05)和p-S6(P0.05)的表达。结论:mTOR信号通路诱导的细胞自噬可能参与了缺氧损伤诱导的心肌细胞凋亡。     

细胞自噬与肿瘤

自噬是广泛存在于真核细胞内的一种细胞分解自身构成成分的生命现象.细胞内的双层膜结构与溶酶体结合后其内包裹的受损、变形或衰老细胞器蛋白质等被水解酶类降解.细胞自噬具有多种生理功能,生命体借此维持蛋白质代谢平衡及细胞环境稳定,这一过程在细胞清除废物、结构重建、生长发育调节中发挥重要作用. 细胞自噬也与肿瘤的存活和死亡等过程密切相关. 近年来对细胞自噬的研究有了较大的深入,本文主要对自噬体的形态和发生过程及其分子机制、信号调节通路、自噬研究的检测方法,以及自噬与细胞凋亡和肿瘤发生的关系等方面进行概述,以期较全面地了解细胞自噬作用和最新研究动态.     

运动：一种双向调控疾病中自噬异常的手段

自噬(autophagy)是一种进化上高度保守的细胞降解过程,它可以完成细胞成分的基本周转,并提供能量和大分子前体以维持生物体的代谢与平衡。近年研究发现,细胞自噬水平的失调与多种疾病的发生和发展密切相关,这一点已在多种疾病动物模型中得到验证。过高或不足的自噬水平都可能导致疾病。运动作为一种与能量代谢及细胞内环境变化密切相关的活动,与细胞自噬过程之间有密切关联。而运动对自噬的调节是一个双向的过程。对于自噬不足或过度引起的疾病,运动可以恢复其正常的自噬功能,并起到改善、延缓疾病进展的作用。当前,对于运动调控疾病背景下异常的自噬水平的理论及机制尚缺乏充分的阐述。深入探索和讨论运动对疾病中异常自噬水平的调节,将有助于我们拓展视野,为更全面地理解运动在预防和改善各种与自噬相关的疾病过程中的潜在机制和作用。因此,本综述分析概括总结了运动改善疾病中过高或不足的自噬水平及运动对疾病的缓解效果,梳理了运动与自噬的双向调控关系,并进一步提炼归纳了运动调控异常自噬水平所涉及的相关信号通路。这为探究运动促进健康的机制及理清运动调控自噬之间的关系提供理论依据与参考。     

细菌与自噬的抗争——死亡或重生

自噬是一种高度保守的细胞内成分的降解过程,不仅维持细胞的代谢稳定,还与机体对抗各种病原菌感染有着密切关系。自噬能协助机体清除病原体,但有些细菌进化出多种策略干扰自噬信号通路或抑制自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体来逃避自噬的降解,甚至利用自噬来促进其生长增殖。文中从自噬的分子机制出发,讨论多种致病菌与宿主细胞自噬关系的最新进展,以及自噬与病原菌感染的作用和意义,以期为病原菌感染导致的自噬研究提供参考。     

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。