综述: 自噬参与心脏疾病调控的研究进展

细胞自噬(autophagy)是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体内进行消化降解的过程．细胞自噬既是一种广泛存在的正常生理过程,又是细胞对不良环境的一种防御机制,参与多种疾病的病理过程．正常水平的自噬可以保护细胞免受环境刺激的影响,但自噬过度和自噬不足却可能导致疾病的发生．在心脏中,心肌细胞自噬对维持心肌功能具有重要的作用,自噬的异常可能导致各种心肌疾病如溶酶体储积症(Danon disease)等．各种心血管刺激如心肌缺血(ischemia)、再灌注(reperfusion)损伤、慢性缺氧(chronic hypoxia)等均可诱导心肌细胞自噬增强．而这些情况下心肌细胞自噬的作用还不清楚：它是否是一种潜在的细胞存活机制还是导致细胞死亡或疾病发生的病理性机制,或者是同时具有两种作用,目前还没有定论．心脏疾病是心肌功能出现异常时产生的各种病理状态的总称．在多种心脏疾病中,均伴随有心肌细胞自噬的改变,且影响着疾病的发生发展．在心肌肥厚(hypertrophic cardiomyopathy)中,细胞自噬程度降低而加剧心肌肥厚;在心力衰竭(heart failure,HF)中,细胞自噬增强可导致心肌细胞自噬性死亡;而在心肌梗死(myocardial infarction,MI)中,细胞自噬增强可减小梗死面积．但是细胞自噬在心脏疾病中到底扮演着怎样的角色,取决于细胞自噬发生的水平及病理状态．目前越来越多的人开始关注药物与细胞自噬调节之间的联系,且主要集中于抗肿瘤药物及心血管调节药物的研究．另外,有报道维生素类以及雌激素受体拮抗剂他莫西芬对细胞自噬也具有调节作用．研究心肌细胞自噬与心脏疾病的关系,以及药物对细胞自噬的调节,将有利于从自噬的角度探讨心脏疾病的发生发展过程及机制,开发出治疗心脏疾病的药物．     

编者按: 自噬与疾病

自噬是细胞的一个重要生物学功能。细胞通过对自噬底物的识别、自噬囊泡的形成,再经过与溶酶体的融合,清除老化细胞器以及降解长周期蛋白和异常积聚蛋白。因此,自噬在蛋白质的代谢、细胞器更新以及组织发育中有着重要作用,其功能调控直接参与了机体对细胞稳态的维持和对疾病的抵抗。目前已有大量研究表明,自噬与疾病的发生密切相关,如心血管病、肿瘤、炎症和免疫以及神经退行性疾病等。近年来,自噬研究得到了国内外科学家的广泛重视,研究论文的数量直线上升。科技部和国家自然科学基金委均已资助相关课题,这进一步促进了我国在自噬研究领域的发展。我国科学家在自噬的机制和疾病关系研究中也取得了重大进展,许多研究成果已经走在世界前沿。本刊对自噬这一研究领域一直十分关注,为促进对该领域现状及发展的了解,本期汇集了6 篇述评和1 篇研究论文,作为自噬研究专题发表,以飨读者。 本专题主要对自噬与一些相关疾病关系的现状和发展进行了评述,并对自噬研究方法学和基本机制也进行了综述,同时报道了在果蝇脊髓小脑变性3型动物模型中开展的关于自噬与Sir2发挥神经保护作用相关性的研究,反映了目前自噬研究的一个侧面。马泰等主要综述了目前自噬研究的技术和方法进展,评价了自噬的评估指标和这些自噬方法学的应用,提供了一个自噬方法学上的基础交流。吴葩等介绍了PI3K复合物中各组分蛋白与细胞自噬的关系,详细阐述了该通路在细胞自噬调节中的最新研究进展,为这一信号通路研究提供了信息。何云凌等很好地总结了低氧环境诱导线粒体自噬发生的相关分子机制,对参与调节线粒体自噬的重要蛋白进行了系统的描述,为目前人们普遍关注的线粒体自噬与疾病的关系提供了前沿资料。谢凤等对心脏疾病状态下细胞自噬的发生、发展及其对心脏疾病的影响进行了详细的论述,有助于研究者从自噬的角度来探讨心脏疾病的发生发展及其机制。林小龙等围绕当前热点问题对自噬与血管内皮细胞的关系作了描述,介绍了血管内皮细胞在各种药物刺激以及相关蛋白质过表达情况下对于自噬的反应以及所引起的下游应答,探讨了自噬与血管疾病发病的相互关系。向波等介绍了细胞自噬与肿瘤的发生发展的关系,描述了炎症-自噬-肿瘤的相关性以及自噬可能的抑瘤机制。曾爱源等利用果蝇的遗传性脊髓小脑变性3 型模型,研究了Sir2在自噬存在情况下对转基因果蝇的神经保护作用,并发现在自噬抑制后Sir2的保护作用明显减弱,揭示了Sir2通过自噬保护神经元、减缓神经变性蛋白损伤的作用机制。 本刊欢迎和期待更多、更好的有关自噬研究的来稿,以更广泛和深入地促进我国自噬研究领域的发展和学术交流。     

自噬在疾病中的双重作用

自噬是细胞的一种正常的生理活动,参与细胞内损伤的蛋白质和亚细胞器经溶酶体途径降解的过程。自噬可以抵御外界的不良环境,在多种疾病中起着重要作用。近年来,大量研究表明自噬在细胞新陈代谢和生理功能上有双重作用,在疾病发生的不同时期,自噬起到不同的作用。通常情况自噬可以及时的清除细胞内损伤的蛋白质,作为一种细胞的保护机制,但是自噬的持续活化,导致细胞内大量蛋白质的降解,使细胞无法维持其基本结构,最终将导致细胞坏死或凋亡。自噬、凋亡和坏死的转化,很有可能受到p53、Bcl-2、Beclin-1、ATG5、TG2及p62等信号分子调控。肝脏和心脏是维持人体生命活动的重要器官,自噬在脂肪肝、肝硬化、心肌梗塞及心脏衰竭等疾病中扮演着重要的角色。本文总结了自噬、凋亡及坏死的相互关系,自噬在疾病中的双重作用,并重点介绍自噬在肝脏和心脏疾病中的作用。     

microRNA对细胞自噬调节

细胞自噬是细胞内高度保守的细胞自我消化和分解代谢过程,细胞内变性蛋白、衰老和受损的细胞器被转运到溶酶体降解. 自噬过程失调引起多种疾病,包括感染、衰老、神经退行性疾病、癌症和心脏疾病等,因此,自噬过程需要非常精确的调控. MicroRNA是一类在基因转录后水平调控目的基因的功能性小RNA分子.研究发现,microRNA可以通过RNA干扰（RNA interference, RNAi）途径调控某些自噬相关基因(autophagy related gene, ATG)及其调节因子.这些microRNA表达异常足以影响自噬水平,使得microRNA成为自噬研究的新视角,同时也使microRNA成为治疗自噬失调引起的疾病的潜在靶点.本文将对有关microRNA参与细胞自噬调控的最新研究动态进行综述.     

选择性内质网自噬受体研究进展

内质网自噬是一种可以清除受损内质网的选择性自噬,其主要功能是参与内质网容量和质量的控制,维持细胞稳态。选择性内质网自噬由相关的受体蛋白介导,这些蛋白在疾病发生发展中可能起到重要靶点效应。本文对选择性内质网自噬的作用及其与疾病的关系加以综述,并且归纳总结了相关受体蛋白介导内质网自噬的研究进展,以期对研究内质网自噬相关疾病的发生机制、发展过程及其防治手段提供新的思路和切入点。     

自噬:心血管疾病治疗的新靶点

心血管疾病严重危害人类健康,是全球首要死亡原因。研究发现自噬与心血管疾病的发生、发展密切相关,并且在心肌细胞、心脏成纤维细胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞以及巨噬细胞中得到广泛研究。细胞自噬在维持心血管系统稳态及功能方面至关重要,过度或不足的自噬流则可导致心血管系统疾病。本文不仅论述自噬在心血管细胞和疾病中的调控机制及作用,还探讨了自噬作为心血管疾病潜在的治疗靶点,为今后心血管疾病的研究和防护开拓了新的思路。     

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。     

自噬在帕金森病发病中的作用

自噬是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,主要起着调节性的作用以保护细胞免遭感染、癌症、神经变性、老化,以及心脏疾病等在内的各种病理性损伤,与细胞的存活、分化、发育和内环境稳态的维持密切相关.近来的研究表明,自噬在清除与神经变性疾病相关的错误折叠蛋白和易聚集蛋白方面起关键作用,尤其在帕金森病的发生、发展过程中发挥重要作用.     

心肌自噬的生理与病理生理作用

自噬是生物体内普遍存在的一种降解长寿命蛋白质和细胞器的分解代谢过程。一定程度的自噬是一种内源性细胞保护机制,并参与适应性免疫反应;自噬不足或过度造成细胞稳态失调,加剧或导致细胞死亡。疾病和应激刺激可以造成心肌自噬活性明显增高,参与多种心脏疾病的发生和发展。调控心肌自噬可能成为心血管疾病和心力衰竭治疗的潜在靶点之一。本文综述心肌自噬的生理与病理生理意义及其分子机制,为心肌损伤和相关疾病防治提供新思路。     

自噬的分子细胞机制研究进展

自噬是真核细胞中进化上高度保守的、用于降解和回收利用细胞内生物大分子和受损细胞器的过程。自噬的完成依赖于正常的溶酶体功能,与机体的多种生理和病理过程密切相关。自噬研究已成为当前生命科学研究的热点,揭示自噬的发生机制、自噬与疾病发生的关系对预防与治疗多种人类重大疾病具有重要意义。该文旨在概括目前自噬的研究进展,重点介绍细胞自噬的发生机制及其与疾病的关系。     

自噬与缺氧缺血性脑损伤

自噬是生物体内高度进化保守的生理机制,包括自噬体形成、自噬体与溶酶体结合以及自噬体降解等过程。生理条件下,自噬主要负责清理细胞内衰老的细胞器及长寿命蛋白,对维持细胞及生物体的自稳状态至关重要。同时,自噬也与许多疾病的发生和发展密切相关,但具体的作用与机制尚不十分明确。以脑卒中为代表的缺氧缺血性脑损伤与自噬的关系是近年来的研究热点,关于自噬在其中的作用与机制尚无定论。本文就自噬在缺氧缺血性脑损伤中的激活、发挥的作用及其机制进行综述,旨在为相关领域的研究提供参考。     

细胞自噬调控的分子机制研究进展

细胞自噬是一种进化上保守的分解代谢过程,涉及细胞内长寿命蛋白和受损伤细胞器的降解,其在细胞内稳态、肿瘤、心力衰竭、衰老相关性疾病、神经退行性疾病以及传染病等多种生命进程中发挥着重要作用。泛素样蛋白系统、m TOR信号通路、micro RNA、caspase等均参与了细胞自噬调控过程。该文综述了细胞自噬过程、功能和分子调控机制的研究进展,以期有助于研究细胞自噬机理,为治疗心脏疾病(如动脉粥样硬化)、癌症(如乳腺癌)等提供理论基础。     

巨自噬在心脏疾病调节中的双向作用

巨自噬是一种普遍存在的,由溶酶体介导,降解长寿命蛋白质和细胞器的分解代谢过程.巨自噬对心脏疾病调节有双向作用:通过清除损伤的细胞器和蛋白质聚合物,维持内环境稳定,促进细胞存活;严重损伤时,巨自噬过度激活导致心肌细胞死亡.本文综述巨自噬在心脏疾病调节中的研究进展,包括巨自噬的形成和凋亡的关系,探讨巨自噬作为调节因子,对缺血-再灌注、心肌肥大和心力衰竭的双向作用,为疾病治疗开辟新思路.     

自噬相关去泛素化酶及其小分子抑制剂的研究进展

自噬是进化上高度保守并受到多途径严密调控的细胞生物学过程,其向溶酶体递送多种细胞质组分以进行细胞内物质的降解以及再循环.这一过程涉及到细胞器的更新、错误折叠蛋白质和蛋白质聚集体以及细胞内病原体的清除.因此,自噬对于细胞稳态的维持至关重要,与许多人类疾病的发生发展密切相关.随着细胞自噬调节机制研究的不断深入,越来越多的去泛素化酶被证明在自噬相关的泛素信号调控系统中发挥了重要的作用.这些去泛素化酶作用于细胞自噬的不同阶段,靶向调节不同的泛素化自噬功能元件或自噬底物.去泛素化酶作为包括神经退行性疾病以及肿瘤在内的细胞自噬相关疾病的治疗靶点受到了广泛的关注,其中各类小分子抑制剂的发现为进一步研究去泛素化酶的自噬调节活性及相关疾病的治疗提供了可能.     

自噬与肺部疾病研究进展

自噬(autophagy)是广泛存在于真核细胞中的基本生命现象,是细胞适应环境变化、防御病原微生物侵袭、维持内环境稳定的重要机制．多种肺部疾病中存在自噬活性的变化,自噬与肺部疾病的发生、发展密切相关．自噬在慢性阻塞性肺病、肺气肿、肺癌、肺结核等许多肺部疾病中发生,且发挥重要作用．现从自噬与多种肺部疾病的关系角度进行综述,有助于了解自噬在肺部疾病中发挥的作用,以便进一步研究自噬的调节,为肺部疾病的治疗提供新思路．     

钾通道与自噬

K~+通道是广泛分布于细胞膜上、亚型众多的一类离子通道,它们通过参与静息电位形成、物质运输、酶活性和胞间通讯等过程影响细胞的多种生理功能。自噬是机体维持细胞内代谢平衡的一种重要机制,自噬的异常会导致多种疾病的发生和发展。新近文献报道,钾通道与细胞的自噬密切相关。本文简要综述了K~+通道调节自噬通路、自噬通量或自噬溶酶体形成等方面的研究进展,并探讨了K~+通道调控细胞自噬的生理学意义。     

细胞自噬及其调控机制的研究进展

自噬作为细胞一种自我保护机制,广泛存在于真核细胞中。自噬的过程依赖于正常的溶酶体功能,与机体多种疾病密切相关。近年来,细胞自噬越来越受到关注,自噬的发生机制、自噬与疾病发生的关系对预防与治疗多种人类重大疾病具有重要意义。本文旨在概括目前自噬的研究进展,重点介绍细胞自噬的发生及其调控机制。     

自噬与小胶质细胞相关神经炎症

小胶质细胞是中枢神经系统中重要的神经免疫细胞,当中枢神经系统受到刺激后,小胶质细胞通过炎症反应来应对这种刺激,这种炎症反应在神经性疾病中具有重要作用。研究发现,小胶质细胞自噬在炎症的发生与发展中也发挥了重要作用,它能直接或间接地影响炎症反应,同时自身也被其他信号调控。自噬过程有利有弊,适当的自噬过程能促进疾病的恢复,自噬紊乱则使病情恶化,所以明确自噬的调控机制对治疗和预防相关疾病具有重要意义。本文综述了近年来自噬在小胶质细胞相关炎症中研究进展,以及其可能的调控机制,以期为相关研究人员提供一定帮助。     

蛋白质乙酰化修饰对自噬的调控作用

自噬是一种依赖于液泡或溶酶体,从酵母到人类都高度保守的物质降解途径,其在维持细胞稳态过程中起重要作用.自噬功能的异常与人类多种重大疾病如神经退行性疾病、代谢性疾病及恶性肿瘤的发生发展密切相关.作为维持生物体内稳态平衡的重要生物学过程,细胞自噬的发生受到精密的调控.乙酰化修饰作为一种可逆的蛋白翻译后修饰(post-tra...     

自噬在肿瘤发生发展中的调控作用以及通过靶向自噬抑制肿瘤的研究进展

细胞自噬(autophagy)是一种依赖于溶酶体清除并回收折叠错误、受损、变性或衰老的蛋白质或细胞器的机制。正常细胞可通过自噬过程来维持物质代谢、内环境稳态及基因组完整性。细胞自噬功能的紊乱与多种疾病的发生发展密切相关。近年来,大量研究表明,人类多种肿瘤细胞中存在着异常的自噬机制,并且自噬在肿瘤的发生发展中扮演着重要的角色。在不同类型的肿瘤细胞或肿瘤的不同阶段中,自噬所产生的作用是不同,甚至是相反的。现主要探讨自噬在不同的肿瘤发生发展阶段中的调控作用,讨论自噬与肿瘤细胞代谢及耐药性的关系,并总结近年来通过靶向自噬来治疗肿瘤的研究进展。