细胞自噬机制研究的先驱——大隅良典

<正>诺奖的热门人选北京时间2016年10月3日17点33分,在瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔大厅,诺贝尔生理学或医学奖评委会秘书长托马斯·佩勒曼宣布:将2016年诺贝尔生理学或医学奖授予日本东京工业大学教授大隅良典(Yoshinori Ohsumi),以表彰他在细胞自噬机制研究中做出的重大贡献。当诺奖评委会在现场连线大隅良典时,这位71岁的大胡子教授依然在实验室里工作。在他的工作台上,堆放着层层叠叠的文献;电脑里播放的是诺贝尔生理学或医学奖发布会的直播。大隅良典教授对获奖表示很惊讶,也很高兴。     

自噬的前世今生

自噬是细胞通过溶酶体（或液泡）分解自身组分以达到维持细胞内正常生理活动及稳态的一种细胞代谢过程。自噬作为一种在真核生物中保守存在的细胞通路,与人类的疾病与健康息息相关。2016年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给为自噬通路研究做出过卓越贡献的日本生物学家大隅良典（Yoshinori Ohsumi）。本文其一旨在通过介绍自噬及自噬相关基因的发现细节,带领读者了解自噬被发现和阐释的历程;其二旨在通过介绍自噬起始的相关机制及自噬与疾病的联系,引导读者对于自噬生理功能有更深入的理解;最后本文还提出了一些自噬领域目前尚待进一步研究的方向,供读者参考。     

细胞自噬进程的分子信号通路研究进展

细胞自噬是广泛存在于真核细胞内的一种胞内物质降解途径。细胞内的待降解蛋白复合物、受损伤细胞器以及入侵的病原体等被自噬泡包裹后运送至溶酶体,然后被溶酶体酸性水解酶消化,并释放到胞浆中以维持细胞的自我稳态。随着2016年诺贝尔生理医学奖授予自噬研究领域的学者,自噬研究越来越受到科研人员的重视。本文整理总结了自噬进程中的自噬信号调节、自噬体以及自噬溶酶体形成过程,同时也讨论了自噬过程中相关的分子信号通路。     

细胞自噬研究进展

细胞自噬是真核生物在进化过程中高度保守、基于溶酶体的一种胞内降解途径,对维持细胞和生物体的稳态平衡有重要作用。研究表明,自噬参与生物体发育、免疫反应、代谢调节、细胞凋亡和衰老等多种过程。自噬功能异常与神经退行性疾病、肿瘤等的发生发展密切相关。近30年,我们对细胞自噬的认识无论是在分子机制上还是生理功能方面都有了长足的发展。为进一步加深对细胞自噬的认识,该文主要对细胞自噬的概念、自噬核心机器的组成及调控机制、自噬类型、生理功能及与疾病的关系作一简单综述。     

病毒感染中细胞自噬研究进展

细胞自噬是一种依赖于溶酶体的细胞内降解途径,用于细胞维持内环境的稳态.自噬广泛存在于真核细胞的生理、病理过程中.研究发现自噬与病毒之间的相互作用是一个复杂且多向化的过程,一方面自噬能够参与机体免疫应答、发挥抗病毒效应;另一方面,细胞的自噬机制也可被病毒操纵,以利于其自身复制.本文对近年来细胞自噬与病毒感染的相互作用进展,尤其是病毒如何调控自噬以促进其复制和致病的机制加以综述.     

肠道病毒感染诱导宿主细胞自噬的研究进展

细胞自噬是一种高度保守的生理代谢途径,是维持细胞稳态的重要过程。一些病毒已经进化出逃逸自噬依赖性降解的方法,甚至进化出利用自噬以促进自身复制的机制。肠道病毒感染细胞时,能激活自噬途径,诱导自噬体的形成。本文对肠道病毒感染与细胞自噬的研究概况与进展作一综述,为进一步解析肠道病毒感染与细胞自噬之间相互作用的机制提供参考。     

细胞自噬与病毒感染关系的研究进展

细胞自噬是一种存在于真核细胞内的溶酶体依赖性降解途径,是细胞的一种先天免疫机制。该机制可帮助细胞对破损细胞器进行降解,并将降解后的生物大分子等营养物质重新提供给细胞进行物质的重新利用。病毒侵入宿主细胞后细胞启动自噬系统进行自我吞噬并以此来保护机体将病毒对机体的损害降到最低。但研究发现部分病毒在侵染宿主细胞后也可利用细胞的自噬机制来加速自身在胞内的复制。由此可见病毒与细胞自噬间的相互作用是一个复杂且多向化的过程。为对自噬与病毒感染之间的关系进行更进一步的探究,本综述从自噬的发生机制、自噬的检测方法、自噬与病毒感染的关系、病毒感染与抗肿瘤作用等方面进行了阐述。     

细胞自噬与肿瘤的关系研究进展

细胞自噬(autophagy)在肿瘤的发生发展过程中扮演着非常重要的角色。自噬作用是细胞的一种自我保护机制,是真核细胞用于清除细胞内聚物及受损细胞器,进而维持细胞内稳态的一种蛋白质降解途径。从细胞自噬的类型及其形成,细胞自噬的分子调控机制,自噬对肿瘤发生及发展、以及治疗耐药等恶性行为的影响,肿瘤中自噬与预后的关联,干预自噬对肿瘤治疗的影响和细胞自噬的研究方法等方面进行综述,以期为肿瘤的治疗提供新思路。     

大脑中的GPS系统——解读2014年诺贝尔医学或生理学奖

<正>我们的大脑是如何感知空间方位的?它又是如何引导我们回家的?什么时候该转弯?什么时候该停下来?虽然这些问题时时刻刻都在发生着,但也许你从来都没有注意到或是问过自己这些问题。随着2014年诺贝尔医学或生理学奖授予了O’Keefe和Moser夫妇关于空间认知方面的研究工作,这些问题也引起了当下大众的兴趣。笔者顺水推舟,为大家解读一下今年获得诺奖的主要工作和贡献。空间认知领域的开辟1971年,John O’Keefe和Dostrovsky的一篇文     

自噬、自噬性细胞死亡与肿瘤的研究进展

自噬是绝大部分真核细胞中一种依赖于溶酶体的极度保守的生理过程,是细胞内物质再循环的有效机制。适度的自噬是细胞抵御不良环境的生存方式,但当发生过度的自噬时,将引起细胞的死亡,这种死亡方式称为自噬性细胞死亡。自噬性细胞死亡不同于凋亡,表现为细胞中出现大量包裹着细胞质和细胞器的自噬体。越来越多的研究提示,自噬与自噬性细胞死亡与某些恶性肿瘤的发生、发展关系密切。在各种不利环境下,自噬可作为一种应急机制维持肿瘤细胞的生存,而自噬性细胞死亡诱发后又可清除肿瘤细胞。现就自噬与肿瘤的研究进展作一综述。     

线粒体自噬调控机制研究进展

线粒体为细胞正常生命运动提供能量和物质;然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱,它们是细胞潜在的危险因素,必需及时清除,线粒体自噬可以起到这一作用,维持细胞稳态。当细胞处于恶劣环境时,线粒体自噬可通过降解线粒体补充生命必需物质,从而度过危机维持生存。另外线粒体自噬会在某些情况下通过降解正常线粒体来维持线粒体质量和数量的平衡。不同生物中具有不同的线粒体自噬途径和机制,酵母中主要通过Atg32磷酸化调控线粒体自噬;哺乳动物中则存在分别由Parkin-PINK1、Nix、FUNDC1等不同蛋白介导的线粒体自噬调控机制;植物线粒体自噬的研究主要集中在拟南芥,其途径及具体调控机制尚不明确。综述了近年来酵母、动物和植物中线粒体自噬的作用机制及调控因子等方面的研究进展。     

细胞自噬与急性肝损伤

细胞自噬是一种关键性的溶酶体降解途径,它能通过降解细胞中的一些成分,如受损的细胞器和细胞中的长寿蛋白质而维持细胞的生理功能和细胞存活。研究证据表明,自噬水平的变化是大量肝脏疾病发生发展的潜在机制,自噬在不同原因诱导的急性肝损伤中所起的作用并不完全相同,自噬水平的调节或可成为肝脏疾病治疗的新方向。本文将对自噬与急性肝损伤中相关性及可能的发生机制做一综述。     

细胞自噬发生的表观遗传调节

细胞自噬是一种进化上保守的, 通过吞噬降解自身大分子物质或细胞器来维持细胞生存的活动。自噬与多种生命活动息息相关, 其功能的紊乱往往会导致肿瘤发生、神经退行性疾病、微生物感染等疾病。研究表明, 表观遗传修饰可以调控细胞自噬的发生, 并在细胞自噬的生物学功能调节过程中发挥重要作用, 但具体调控机制尚需进一步探究。文章综述了细胞自噬发生过程中存在的表观遗传效应, 包括组蛋白乙酰化对细胞自噬激活或抑制的负反馈调控, 通过DNA甲基化调节自噬相关基因活性来影响细胞自噬的发生, miRNA通过靶向调节自噬相关基因表达来影响组蛋白修饰, 从而调控细胞自噬的发生及作用过程等, 旨在为人们进一步研究细胞自噬发生过程中的表观遗传修饰及其机制提供信息依据。     

抑癌基因p53与细胞自噬

细胞自噬(autophagy)是一种在进化上高度保守的代谢通路,它发生的分子机制和信号调控途径相当复杂,其中mTOR信号通路和Beclin1复合物发挥了最重要的调控作用,p53也是细胞自噬重要的调节因子。研究发现,p53可通过多种途径调节细胞自噬水平,这主要决定于它的亚细胞定位。在细胞核中,p53可通过多种方式上调细胞自噬;而在细胞质中,p53对细胞自噬具有负性调节作用,可抑制细胞自噬的发生。探究清楚p53与细胞自噬之间的调控关系将有助于人类正确认识由于细胞自噬功能异常所诱导的肿瘤的发生发展过程,从而最终攻克各种肿瘤性疾病。     

清除或劫持:细胞自噬与病毒感染

细胞自噬是广泛存在于真核生物中的生命现象,在进化上高度保守。作为一种防御和应激调控机制,自噬在维持细胞内稳态中发挥重要作用。近年来多项研究发现自噬能够参与机体免疫应答,产生抗病毒效应;而某些病毒则进化出一些策略劫持自噬来利于自身的增殖。通过干预自噬途径寻找药物新靶点和治疗策略逐渐成为抗病毒治疗的重要方向。本文概述了细胞自噬与病毒感染之间关系,以期为抗病毒研究提供参考。     

镉诱导细胞自噬的研究进展

镉是一种有毒的重金属,其对环境和人类的健康造成巨大危害。越来越多的证据表明镉对多个器官和系统造成损害,甚至引起癌变和肿瘤。自噬是进化上保守的,利用溶酶体途径降解细胞内蛋白质和细胞器的过程。一方面,自噬通过清除受损的细胞器保护细胞免受镉损伤;而当细胞受到的损伤不可逆时,自噬作为一种死亡机制导致细胞死亡。自噬在镉引起的细胞损伤中的作用目前仍有争议,可能是镉的剂量和暴露时间的不同造成了自噬在损伤中的作用不同。目前对自噬在其中的作用机理研究,主要集中在m TOR,Ca2+,Beclin-1等信号分子。对镉与自噬分子机理的研究,可以为治疗和预防镉中毒提供新思路。综述了自噬在镉致细胞毒性中的作用,以及镉诱导细胞自噬的信号调节通路。     

细胞自噬在HIV病毒发病机理中的作用

细胞自噬是真核细胞在长期进化过程中形成的一种自我保护机制．通过溶酶体途径将胞质蛋白和细胞器降解为小分子．从而为饥饿状态下的细胞提供能量。此外,细胞自噬还能清除入侵的病原性微生物,在天然性和适应性免疫中发挥重要作用。然而近年来研究发现,细胞自噬不仅不能清除HIV病毒,反而有助于HIV病毒的复-a4。此外,HIV病毒蛋白似乎能够阻断细胞自噬作用．促进CD4＋T淋巴细胞死亡和艾滋病的发生。简要介绍了细胞自噬的机制。以及细胞自噬在HIV病毒感染中的病理、生理作用。研究细胞自噬与HIV病毒之间的相互作用．有望发现治疗艾滋病的新靶点。     

几个能量代谢相关蛋白在HeLa细胞自噬过程中表达下调

自噬是真核细胞中的一种保守的代谢信号通路。人们已经知道自噬与肿瘤发生等疾病密切相关,但对于自噬的分子机制仍然不是很清楚。鉴定更多的自噬相关蛋白对于进一步阐明自噬的分子机制具有重要意义。该研究使用饥饿法处理HeLa细胞,通过电镜观察以及检测自噬标记蛋白LC3-I的转换,证实HeLa细胞发生了明显的自噬。之后,使用双向电泳结合串联质谱分析鉴定细胞自噬时发生变化的蛋白质。结果发现果糖二磷酸醛缩酶A、GAPDH和ATP合成酶O亚基的量在HeLa细胞发生自噬后明显降低。实时定量PCR结果证明饥饿诱导后,这三种蛋白的mRNA水平都发生了明显的下降。使用自噬抑制剂3-Methyladenine预处理HeLa细胞后再行饥饿,三种蛋白mRNA的表达水平与正常细胞相当而明显高于饥饿诱导的细胞。结果表明这三种蛋白在饥饿诱导的自噬中表达下调,其分子机制还有待进一步研究。     

细胞自噬在斑马鱼中的研究进展

细胞自噬是一种维持细胞内稳态的重要方式,并被发现与许多人类疾病相关。由于其具有重大的理论研究价值和潜在应用前景,是近年来生命科学领域的热点之一。细胞自噬的功能与机制在物种间是高度保守的,对它的研究已在多种模式生物中展开。斑马鱼是一种常用的脊椎模式动物,具有影像学、遗传学和发育生物学等学科研究的优势,也可用于高通量药物筛选,是研究细胞自噬的理想材料。目前在斑马鱼中展开的细胞自噬相关研究取得了很多进展。本研究首先简要地描述了自噬的发生过程,重点综述应用于斑马鱼中的自噬检测方法,以及利用斑马鱼模型进行的与自噬相关人类疾病的研究。     

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。