内质网应激诱导自噬的分子机制

在真核细胞中,内质网对蛋白质的折叠和运输至关重要,多种病理因素对内质网稳态的扰乱,可导致内质网腔中未折叠或错误折叠蛋白蓄积,即内质网应激(ERS)。细胞为此通过激活一种叫做未折叠蛋白反应(UPR)的防御反应来恢复内质网稳态。自噬是一种被描述为"自我吞食"的细胞代谢过程,其通过批量清除和降解未折叠蛋白以及破损细胞器在ERS时作为一种重要的保护机制。近年的研究显示这两个系统动态互联,且ERS可以通过多种方式诱导自噬的发生。在本文中,我们将总结目前关于ERS尤其是UPR诱导自噬的分子机制的相关知识,以进一步指导关于ERS与自噬关系的的研究。     

冠状病毒感染与内质网应激研究进展

内质网（Endoplasmic reticulum,ER）是真核细胞细胞器的重要组成部分,主要负责蛋白质合成和翻译后修饰等过程,还参与调控了钙离子储存和脂类合成,具有重要生理功能。冠状病毒感染细胞后,在复制其遗传信息的同时也在合成大量病毒蛋白,造成未折叠/错误折叠蛋白堆积,进而增加内质网工作负担,诱发内质网应激（Endoplasmic reticulum stress,ERS）,激活未折叠蛋白反应（Unfolded protein response,UPR）,引起一系列信号级联反应,如诱导细胞凋亡等,进而影响病毒复制。本文就冠状病毒感染与ERS及UPR信号通路的研究进展做一综述,为新型抗冠状病毒药物的研发提供新视角。     

内质网应激与细胞自噬的关系

内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是真核细胞普遍存在的应激–防御机制。ERS状态下,细胞会启动未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)增强对未折叠蛋白的折叠和对错误折叠蛋白的降解,以恢复内质网的正常生理功能。一些引发ERS的刺激也会诱发细胞自噬。自噬作为真核细胞保守的降解机制,可通过加快错误折叠蛋白的降解,降低ERS水平,是继UPR之外帮助内质网恢复稳态的另一重要角色。研究表明,ERS及其伴随的细胞自噬与很多疾病的发生发展密切相关。然而,ERS如何引发细胞自噬,自噬如何反馈调节ERS,UPR与细胞自噬如何关联,这些问题并未得到详细的探讨和阐释。因此,该文对ERS和细胞自噬的关系及其关联机制进行综述,以期为相关疾病发病机制的阐明和开发新的治疗策略提供依据。     

转录激活因子6：潜在的抗2 型糖尿病药物新靶点

真核细胞中的内质网是蛋白质合成、翻译和转运的场所,当内质网稳态被打破,出现蛋白质折叠障碍或错误折叠,并导致蛋白质过度积累时,便会引发内质网应激反应,即未折叠蛋白反应。大量的研究表明,内质网应激与2 型糖尿病的病理特征有一定的关系,而转录激活因子6 通路作为未折叠蛋白反应中3 条信号通路之一,调控着蛋白质的重折叠过程,对缓解内质网应激以及在糖脂代谢和胰岛素敏感性方面起着重要作用。简介内质网应激反应及相关信号通路和转录激活因子6,着重综述转录激活因子6 在肝脏糖脂代谢和胰岛素抵抗中的作用及相应机制,探讨其成为抗2 型糖尿病药物新靶点的可能性,为抗2 型糖尿病药物的研发提供新思路。     

内质网应激与心血管疾病关系的研究进展

内质网是蛋白质折叠、转录后修饰和转运的重要细胞器,对维持细胞稳态具有重要作用。多种内外环境刺激能够引起内质网内错误折叠或未折叠蛋白的积累,即形成内质网应激。内质网应激激活未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR),进而启动一系列下游信号以维持内质网稳态。但持续或过度的内质网应激激活的UPR最终导致细胞凋亡和疾病。近年来,大量研究证据表明,内质网应激参与多种心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)的发生和发展,包括缺血性心脏病、糖尿病性心肌病、心力衰竭、动脉粥样硬化、血管钙化、高血压和主动脉瘤等,是治疗多种CVD的重要靶点。本文就内质网应激激活UPR在多种常见CVD中的调控机制以及内质网应激与CVD关系的研究进展作一简要综述。     

内质网应激中Caspase-12的核心作用

内质网(ER)是细胞中一个重要的细胞器,主要功能是脂质的合成、储存以及蛋白质的折叠、加工等。因此,严格调控和维持内质网稳态是至关重要的。在缺氧、Ca~(2+)稳态发生紊乱或者在机体需求和蛋白质折叠装置能力不平衡等情况下都会引起内质网应激(ERS),此时内质网会启动了细胞的一个适应性反应,这种反应被称之为未折叠蛋白反应(UPR)。结果,定位于内质网的分子伴侣被诱导,蛋白质的合成会减缓,与此同时蛋白质的降解系统也会启动。如果内质网应激不能被缓解,细胞凋亡将随之发生。本综述分析了由内质网应激所引起的未折叠蛋白反应信号通道,以及Caspase-12在内质网凋亡途径中的核心作用。这为细胞凋亡的研究提供了一个新的角度,对肿瘤等疾病的治疗提供了一定的理论依据。     

内质网应激的调节方式及其在脊髓损伤中的靶向作用

内质网是维持细胞稳态的重要细胞器之一，主要参与细胞内脂质合成、蛋白质折叠以及钙离子稳态等过程。创伤、缺血和缺氧等一系列病理变化会使内质网内蛋白质的折叠功能发生障碍，引发内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)。脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)是一种常见的创伤性疾病，致残率极高，严重影响生活质量，临床上至今没有安全有效的方法。已有大量数据表明，ERS是导致SCI后细胞死亡和神经元功能障碍的重要病理变化之一，并与SCI后神经元的凋亡、自噬和炎症等信号通路存在密切联系，但ERS与SCI之间的分子机制尚未研究透彻，合理认识和探索ERS与SCI相关的潜在分子机制，可能是未来SCI治疗取得重大突破的前提。本文首先归纳了ERS相关基因的变化与SCI病理过程之间的关系，然后从未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)、内质网相关降解(ER-associated degradation, ERAD)和内质网自噬(endoplasmic reticulophagy, ER-phagy)等3种主要调节方式入...     

内质网应激诱导的自噬在肝脏疾病中的研究进展

错误/未折叠蛋白的积累可导致内质网(endoplasmic reticulum, ER)结构和功能紊乱,从而诱发内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS),激活未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)。UPR作为适应性机制可恢复早期的ERS,重建ER稳态;当UPR不足以缓解ERS时,会通过UPR介导的3个跨膜蛋白(IRE1α、PERK、ATF6)诱发细胞凋亡或自噬。自噬作为ERS的另一种保护性反应,可通过降解错误折叠蛋白和清除受损细胞器来减轻ERS。另外,自噬是ERS重要的下游事件并处于凋亡的上游,ERS介导的自噬可通过调节细胞凋亡发挥促凋亡或抗凋亡双重作用。ERS与自噬间的相互作用在酒精/非酒精性脂肪肝、肝纤维化、肝癌等多种肝脏疾病中扮演着重要角色,但二者在肝病发生发展过程中的具体机制尚不明确。因此,探讨ERS与自噬通过复杂的网络通路调控肝脏疾病的机制有助于改善相关肝脏疾病,这可能成为治疗肝病的有效靶点。     

ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用

为避免内质网中未折叠蛋白质的过度累积,真核细胞能激活一系列信号通路来维持内质网稳态,这个过程称为内质网应激。在骨生长发育中,适宜的内质网应激有助于成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的生长,可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。而过度的内质网应激会抑制成骨分化,严重的甚至导致骨质疏松、成骨不全等相关骨病的发生。内质网应激时可激活未折叠蛋白质反应,其主要是通过PERK/eIF2α/ATF4信号通路,上调转录激活因子4(ATF4)的表达。ATF4位于许多成骨分化调节因子的下游,是促进成骨分化的关键因子,在内质网应激对成骨分化的调节中发挥重要作用。在成骨分化过程中,适宜的内质网应激能通过激活PERK信号通路,诱导ATF4表达增加,进而上调骨钙素、骨涎蛋白等成骨所必需基因的表达,促进成骨分化。过度的内质网应激会激活ATF4/CHOP促凋亡途径,并导致Bax、胱天蛋白酶等凋亡信号分子的大量产生,进而导致细胞凋亡,抑制成骨分化。由于ATF4在ERS和成骨分化中的重要作用,ATF4在骨质疏松、成骨不全等骨相关疾病的治疗中具有重要意义。本文通过综述ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用机制,为相关骨性疾病治疗提供理论依据。     

ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用

为避免内质网中未折叠蛋白质的过度累积,真核细胞能激活一系列信号通路来维持内质网稳态,这个过程称为内质网应激。在骨生长发育中,适宜的内质网应激有助于成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的生长,可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。而过度的内质网应激会抑制成骨分化,严重的甚至导致骨质疏松、成骨不全等相关骨病的发生。内质网应激时可激活未折叠蛋白质反应,其主要是通过PERK/eIF2α/ATF4信号通路,上调转录激活因子4(ATF4)的表达。ATF4位于许多成骨分化调节因子的下游,是促进成骨分化的关键因子,在内质网应激对成骨分化的调节中发挥重要作用。在成骨分化过程中,适宜的内质网应激能通过激活PERK信号通路,诱导ATF4表达增加,进而上调骨钙素、骨涎蛋白等成骨所必需基因的表达,促进成骨分化。过度的内质网应激会激活ATF4/CHOP促凋亡途径,并导致Bax、胱天蛋白酶等凋亡信号分子的大量产生,进而导致细胞凋亡,抑制成骨分化。由于ATF4在ERS和成骨分化中的重要作用,ATF4在骨质疏松、成骨不全等骨相关疾病的治疗中具有重要意义。本文通过综述ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用机制,为相关骨性疾病治疗提供理论依据。     

Endoplasmic reticulum stress and NLRP3 inflammasome: Crosstalk in cardiovascular and metabolic disorders

When endoplasmic reticulum (ER) homeostasis is disrupted, known as ER stress (ERS), the ER generates an adaptive signaling pathway called the unfolded protein response to maintain the homeostasis of this organelle. However, if homeostasis is not restored, the ER initiates death signaling pathways, which contribute to the pathogenesis of various disorders. The activation of inflammatory mechanisms is also emerging as a crucial component of cardiovascular and metabolic disorders. Furthermore, the nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family, pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome has attracted more attention than others and is the best-characterized member of the NLR family of inflammasomes to date. ERS intersects with many different inflammatory pathways, particularly the NLRP3 inflammasome. In this review, we focus on the interactions between ERS and the NLRP3 inflammasome. The pharmacologic and nonpharmaceutical manipulation of these two processes may offer novel opportunities for the treatment of cardiovascular and metabolic disorders.     

X-box binding protein 1 (XBP1) function in diseases

The accumulation of unfolded or misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) causes endoplasmic reticulum stress (ERS), which is characteristic of cells with high levels of secretory activity and is involved in a variety of diseases. In response to ERS, cells initiate an adaptive process named the unfolding protein response (UPR) to maintain intracellular homeostasis and survival. However, long term and unresolved ERS can also induce apoptosis. As the most conserved signaling branch of UPR, the IRE1-XBP1 pathway plays an important role in both physiological and pathological states, and its activity has a profound impact on disease progression and prognosis. Here, the latest research progress of IRE1-XBP1 pathway in cancer, metabolic diseases, and other diseases was briefly introduced, and the relationship between several diseases and this pathway was analyzed. Besides, the new understanding and prospect of IRE1-XBP1 pathway regulating male reproduction were reviewed.     

内质网应激与自噬及其交互作用影响内皮细胞凋亡

内质网应激是普遍存在于真核细胞中的应激-防御机制。在内环境稳态遭到破坏的情况下,未折叠蛋白质反应的3条信号通路,分别通过增强蛋白质折叠能力、减少蛋白质生成和促进内质网相关蛋白质降解等途径缓解细胞内压力。同时,也通过多种分子信号机制调控细胞凋亡。自噬是一种生理性的降解机制。通过形成自噬泡并与溶酶体结合摄取并水解胞内受损细胞器和蛋白质等,清除代谢废物,维持细胞正常功能。自噬缺陷或过度激活均可导致细胞凋亡或非程序性死亡。自噬的程度和细胞内压力水平有关。内质网应激通过未折叠蛋白质反应和Ca²⁺浓度变化及其相关分子信号调控自噬。自噬又可反馈性调节内质网应激反应,二者相互作用,在内皮细胞凋亡过程中发挥重要作用。未来内质网应激和自噬可作为药物靶点为内皮相关性疾病提供诊疗策略。     

The impact of the unfolded protein response on human disease

A central function of the endoplasmic reticulum (ER) is to coordinate protein biosynthetic and secretory activities in the cell. Alterations in ER homeostasis cause accumulation of misfolded/unfolded proteins in the ER. To maintain ER homeostasis, eukaryotic cells have evolved the unfolded protein response (UPR), an essential adaptive intracellular signaling pathway that responds to metabolic, oxidative stress, and inflammatory response pathways. The UPR has been implicated in a variety of diseases including metabolic disease, neurodegenerative disease, inflammatory disease, and cancer. Signaling components of the UPR are emerging as potential targets for intervention and treatment of human disease.     

植物内质网胁迫研究进展

内质网是蛋白质折叠和蛋白质糖基化修饰的重要场所。在内质网中存在多种调控机制来确保其中的蛋白质被正确地折叠、修饰和组装,以维持内质网稳态,这对于细胞正常的生理活动十分重要。然而,多种物理、化学因素均可使内质网稳态失衡,即在应激条件下,错误折叠和未折叠蛋白质的大量积累将导致内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress, ERS),进而会引起未折叠蛋白质响应(unfolded protein response, UPR),极端情况下还会启动细胞程序性死亡(program cell death, PCD)。目前,植物内质网胁迫方面的研究较酵母和动物滞后,因此,从内质网质量控制系统和未折叠蛋白质响应2个方面对植物内质网胁迫现有研究进行了综述,以期为进一步理解内质网胁迫与植物逆境胁迫的关系提供参考。     

Unfolded Protein Response Signaling and Metabolic Diseases

The endoplasmic reticulum (ER) is a central organelle for protein biosynthesis, folding, and traffic. Perturbations in ER homeostasis create a condition termed ER stress and lead to activation of the complex signaling cascade called the unfolded protein response (UPR). Recent studies have documented that the UPR coordinates multiple signaling pathways and controls various physiologies in cells and the whole organism. Furthermore, unresolved ER stress has been implicated in a variety of metabolic disorders, such as obesity and type 2 diabetes. Therefore, intervening in ER stress and modulating signaling components of the UPR would provide promising therapeutics for the treatment of human metabolic diseases.     

内质网应激偶联炎症反应与慢性病发病机制

内质网是合成细胞内分泌蛋白和膜蛋白并进行蛋白折叠的主要细胞器。新近研究证明,当内质网蛋白质合成与折叠的负担增加、非折叠或错误折叠蛋白质堆积,可激活内质网的几组特定信号转导通路,将这些应激信号传递到细胞浆和细胞核,引起未/错误折叠蛋白反应。这对维持细胞动态平衡和生物体的发育具有重要意义。更为重要的是,未/错误折叠蛋白反应能够与细胞内炎症反应信号转导通路偶联,是非感染性致病原引发炎症反应的主要原因。因此,内质网应激-未/错误折叠蛋白反应-炎症反应在特定的细胞发生偶联是许多炎症疾病的发病机制。本文综述该领域的研究进展,并介绍了内质网应激信号和炎症反应偶联参与一些慢性病发病的分子细胞机制。这些研究不仅加深人们对这些慢性病发病机制的了解,也有助于对调节内质网应激-炎症反应的药物的研发。