转录因子EB和自噬在神经退行性疾病发病机制中的作用

自噬广泛存在于真核细胞中,与机体生理和病理过程的发生发展密切联系.自噬主要参与长寿蛋白质的降解,以清除受损或多余的蛋白质和细胞器,是细胞自我降解的过程之一.自噬通常被分为三类:大自噬、分子伴侣介导的自噬和小自噬.自噬溶酶体途径(ALP)功能障碍导致蛋白质聚集,从而产生异常蛋白质和无效细胞器的积累,这些特征是阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)、帕金森病(Parkinson disease,PD)和亨廷顿病等神经退行性疾病(Huntington disease,HD)的标志.自噬的过程受一系列复杂的信号分子的调控,其中一个主要调节因子是转录因子EB(TFEB),是转录因子MiT家族的成员之一.研究表明,TFEB可通过积极调节自噬体形成和自噬体-溶酶体融合参与自噬,此外它还通过溶酶体胞吐作用提高细胞内的清除作用.因此作为自噬溶酶体生物发生的主要调节因子,TFEB已被广泛证明激活后可以从病理方面改善这些疾病.我们回顾分析ALP和TFEB的调节及其对神经退行性疾病的影响,同时展望ALP和TFEB在疾病病理中的复杂作用及其治疗意义.     

运动调控自噬溶酶体通路改善阿尔茨海默病的机制

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病。自噬溶酶体功能异常阻碍了细胞对神经毒性物质的降解，是导致AD发生的关键因素。运动作为一种非药物治疗手段，可以通过激活PI3K/Akt、AMPK等相关信号通路上调自噬活性，并通过促进TFEB的核易位增强自噬溶酶体功能，提高对异常聚集蛋白和受损伤细胞器的降解，保护神经元，改善AD患者的认知功能障碍。本文阐述了自噬溶酶体功能障碍在AD发生发展中的作用，以及运动调控自噬溶酶体通路改善AD作用机制，旨在为AD的预防和治疗提供新策略。     

TRP通道与自噬相关性的探讨

TRP通道(Transient Receptor Potential,瞬时受体电位通道)是细胞内重要的Ca~(2+)调控通道,其在细胞内有着独特的分布及其能与其它钙离子传感元件特定地相互作用。TRP通道蛋白通过对Ca~(2+)的调控发挥调节细胞的多种生理活动,如自噬和凋亡等。其中细胞质膜或是细胞器膜上的这些钙离子通道开放后可提升胞质[Ca~(2+)]i,为自噬的启动提供Ca~(2+)。自噬启动的初衷是为了使细胞能够在缺氧、营养匮乏及病理因素等应激状态下降解细胞内某些细胞成分满足某些重要生理活动的物质需求,但有大量的研究显示过度的自噬可导致细胞发生与凋亡相关的细胞程序性死亡,因而TRP通道对自噬的调控作用与疾病的发生、发展紧密相连,如TRPML1(Transient Receptor Potential mucolipin-1)与IV型粘膜脂质沉积症相关。根据目前对TRP通道与自噬的研究结果来看,不同的TRP通道可通过不同的机制升高胞质[Ca~(2+)]i,这都与不同TRP通道蛋白在细胞内的特定分布有关,如TRPV(Transient receptor potential vanilloid)通道主要在细胞质膜或内质网膜上调控Ca~(2+),而TRPML则主要在溶酶体上发挥作用,但具体分子通路激活机制尚需进一步研究。     

Che-1通过mTOR通路调控自噬在谷氨酸所致神经元损伤中的作用研究

目的:观察谷氨酸(glutamate, Glu)对神经元Che-1蛋白表达的影响,研究过表达Che-1对Glu所致神经元氧化应激性损伤的作用,并以mTOR调控的细胞自噬通路为靶点,探讨Che-1在Glu所致神经元损伤中发挥作用的分子机制。方法:用Glu损伤神经元后,采用免疫学及分子生物学等方法检测Che-1蛋白的表达;用慢病毒转染神经元增加Che-1表达,用乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase, LDH)释放量和流式细胞术等方法检测神经元凋亡程度,采用免疫荧光染色和免疫印迹法检测神经元自噬关键蛋白表达水平;使用mTOR特异性抑制剂雷帕霉素(Rapamycin)提高神经元自噬水平,并通过检测LDH释放量和流式细胞术研究自噬在神经元转归中的作用。结果:Glu可显著增加神经元Che-1蛋白表达;过表达Che-1可减轻Glu所致神经元损伤,并减轻Glu所致神经元自噬;通过Rapamycin激活自噬可逆转Che-1对Glu所致神经元损伤的保护作用。结论:过表达Che-1蛋白可通过抑制神经元自噬对Glu所致神经元损伤发挥保护作用。     

ASAP1和ARF1通过调节mTOR重激活调控自噬性溶酶体再生

自噬是一种在进化上保守的溶酶体依赖的降解途径.在缺乏营养的条件下,细胞会产生自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,并会通过自噬来降解自身物质.之后溶酶体会从自噬溶酶体再生,这个进化上保守的过程称为自噬性溶酶体再生(ALR),该过程由长时程饥饿中mTOR重激活引起.我们课题组在之前的研究工作中筛选出ARF1的GAP蛋白ASAP1参与调解ALR.本文在之前工作的基础上,发现ARF1会在ALR过程中转位到自噬溶酶体上.敲低ASAP1或者过表达连有GFP标签的ARF1的GTP形式,会抑制mTOR的重激活以及ALR.因此,ARF1以及ASAP1是通过调节mTOR的重激活而调控ALR发生.     

雷帕霉素对人胰腺癌细胞SW1990的mTOR信号通路的影响

目的:研究雷帕霉素对人胰腺癌细胞SW1990的mTOR信号通路的影响。方法:采用免疫细胞化学证实mTOR信号通路的存在,通过CCK-8法研究雷帕霉素对胰腺癌细胞增殖的影响,通过Western blot和real time PCR分别从蛋白水平和基因水平研究雷帕霉素对mTOR及其下游分子的表达。结果:免疫细胞化学结果显示p-mTOR、p-p70S6K、p-4E-BP1在细胞质中均呈阳性;CCK-8法显示雷帕霉素能明显抑制细胞增殖(P<0.05);Western blot结果显示随着雷帕霉素浓度的增加,p-mTOR、p-p70S6K表达明显减少,而p-4E-BP1蛋白表达明显增加(P<0.05);Real-time PCR结果显示随雷帕霉素浓度的增加,CyclinD1、VEGF、c-myc基因表达明显减少(P<0.05)。结论:人胰腺癌细胞系SW1990中存在mTOR信号通路并处于激活状态;雷帕霉素抑制胰腺癌细胞增殖与雷帕霉素抑制mTOR信号通路活化有关。     

PI3K/Akt/mTOR信号通路在脂多糖诱导的大鼠肝星状细胞自噬中的作用

该文探讨了磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在脂多糖(LPS)诱导的大鼠肝星状细胞-T6(HSC-T6)自噬中的作用。体外培养HSCT6细胞,随机分为对照组、LPS组、雷帕霉素(Rapamycin, Rapa)组、LPS+Rapa组、LY294002组、LPS+LY294002组, SC79组、LPS+SC79组,各组经相应处理后,单丹磺酰尸胺(MDC)染色法观察自噬溶酶体变化;细胞免疫荧光法检测各组微管相关蛋白轻链Ⅱ(LC3 Ⅱ)表达; Western blot检测各组通路蛋白p-Akt、p-mTOR、Akt、mTOR及自噬相关蛋白LC3 Ⅱ、Beclin1的表达; qRT-PCR检测各组LC3 Ⅱ和Beclin1 mRNA的表达。结果显示,LPS+Rapa组、LPS+LY294002组较LPS组的自噬溶酶体、LC3 Ⅱ荧光亮点含量无明显差异(P0.05), LPS+SC79组较LPS组的自噬溶酶体、LC3 Ⅱ荧光亮点含量明显减少(P0.05); Western blot显示, LPS+Rapa组、LPS+LY294002组较LPS组LC3 Ⅱ、Beclin1、p-Akt、p-mTOR蛋白表达水平无明显差异(P0.05), LPS+SC79组较LPS组LC3 Ⅱ、Beclin1含量明显减少, p-Akt、p-mTOR蛋白表达水平明显增加(P0.05); qRT-PCR显示LPS+Rapa组、LPS+LY294002组较LPS组LC3 Ⅱ、Beclin1 mRNA含量无明显差异(P0.05), LPS+SC79组较LPS组LC3 Ⅱ、Beclin1 mRNA含量明显减少(P0.05)。该项研究结果表明,LPS可能通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路促进HSC-T6细胞自噬。     

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。     

Lysosomal calcium regulates autophagy

Recent evidence has indicated that the lysosome is able to act as a signaling organelle that senses nutrient availability and generates an adaptive response that is important for cellular homeostasis. We recently discovered another example of lysosomal signaling where lysosomal calcium release activates the master autophagy regulator TFEB via the phosphatase calcineurin.