活性氧对植物自噬调控的研究进展

自噬是一种在真核生物中高度保守的降解细胞组分的生物过程, 在饥饿、衰老和病菌感染等过程中起关键作用。而活性氧是有氧生物在正常或胁迫条件下产生的一种代谢副产物, 在植物的生长发育、胁迫适应和程序性细胞死亡过程中起重要作用。最新研究结果表明, 当植物受到病菌感染产生超敏反应时活性氧和自噬在程序性细胞死亡、生长发育和胁迫适应过程中起重要调控作用。因此, 该文结合最新的研究进展, 从活性氧的种类及特点、自噬的分子基础以及活性氧在植物自噬中的作用等方面, 探讨了活性氧与植物自噬之间的信号转导关系。     

昆虫细胞自噬的生物学意义和自噬体膜的来源

细胞自噬(autophagy)是生物体广泛存在的细胞内自主降解过程。该过程通过自我吞噬细胞质成分和细胞器形成具有双层膜结构的自噬体, 与溶酶体融合实现细胞内物质的循环利用。细胞自噬在饥饿、 缺氧、 内质网胁迫、 病原入侵、 蛋白聚集等不良环境条件下实现自我挽救, 而细胞自噬的大量发生也是程序性细胞死亡(PCD)的启动和执行者之一。目前人们对自噬体分子组装和自噬发生的分子通路已有较深入的了解, 但仍然在很多重要问题上难以达成共识。本文结合我们的研究进展, 对昆虫细胞自噬的生物学意义和自噬体膜的来源问题进行综述和探讨。昆虫在营养相对匮乏的情况下发生低水平自噬(常态自噬), 用于维持细胞内的新陈代谢和继续生存的需要。昆虫在摄食阶段受到过度饥饿的刺激, 在变态发育时期受到蜕皮激素(20E)的诱导, 幼虫组织细胞发生高水平自噬和凋亡(apoptosis), 细胞表现为不可逆死亡, 过度饥饿导致幼虫发育迟缓或者死亡, 而20E导致幼虫蜕皮和幼虫组织退化或消亡。不同于酵母和高等动物细胞中的深入研究, 病原入侵是否和如何诱导昆虫细胞发生自噬, 目前尚缺乏足够的文献依据, 值得深入探讨。几乎所有的细胞器(内质网、 高尔基体、 线粒体)膜都可能是自噬体膜的来源, 这一问题在昆虫中也有待进一步诠释。     

自噬与泛素化蛋白降解途径的分子机制及其功能

细胞内所有的蛋白质和大多数的细胞外蛋白都在不断的进行更新,即它们在不断地被降解,并被新合成的蛋白质取代。细胞内蛋白的降解主要通过两个途径,即自噬和泛素蛋白酶体系统。自噬是一种由溶酶体介导的细胞内过多或异常蛋白质的降解机制。在细胞内主要有3种类型的自噬,即分子伴侣介导的自噬、微自噬和巨自噬。泛素蛋白酶体系统是由泛素介导的一种高度复杂的蛋白降解机制,它参与降解细胞内许多蛋白质并且这个过程具有高度特异性。细胞内蛋白质的降解参与调节许多细胞过程,包括细胞周期、DNA修复、细胞生长和分化、细胞质量的控制、病原生物的感染反应和细胞凋亡等。许多严重的人类疾病被认为是由于蛋白质降解系统的紊乱而引起的。文章综述了自噬和泛素化途径及其分子机制,以及蛋白质降解系统紊乱的病理学意义。     

细胞自噬与肿瘤耐药

细胞自噬是一种细胞自我降解的过程,在适应代谢应激、保持基因组完整性及维持内环境稳定方面发挥重要作用. 在肿瘤治疗中,凋亡耐受是产生肿瘤耐药的重要机制. 细胞自噬可防止抗肿瘤药诱导的凋亡,促进肿瘤耐药. 然而,自噬性细胞死亡可能是凋亡耐受肿瘤细胞的一种死亡方式. 因此,细胞自噬对肿瘤细胞的耐药性有双重影响. 本文综述了细胞自噬的分子机制、细胞自噬与凋亡的关系、细胞自噬与肿瘤耐药以及治疗的主要研究进展.     

昆虫变态发育过程中的细胞自噬和凋亡

在昆虫变态期,幼虫组织发生退化或消亡,原因在于蜕皮甾醇激素（ecdysteroid）,即通常所说的蜕皮激素,诱导这些组织的细胞发生了自噬(autophagy)和凋亡(apoptosis)的程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)。一般情况下,自噬途径构成一种饥饿应激适应性以避免细胞的死亡,表现为低水平Cvt泡(Cvt vesicle)和自噬体(autophagosome)对部分胞质溶胶、蛋白聚集体和细胞器的吞噬和降解。昆虫进入变态发育时,由于蜕皮激素的激活,由遗传级联系统调控的PCD机制被启动,低水平的常态自噬转入高水平的自噬并同时诱发凋亡,细胞进入不可逆的死亡,导致幼虫组织在变态期退化或消亡。对果蝇Drosophila变态期PCD机制中最重要的发现是:（1）在自噬发生的PI3KⅠ- Tor 和 PI3KⅢ的分子通路中,由自噬相关蛋白Atg1引发的高水平自噬能够诱导凋亡;（2）蜕皮激素诱导表达的βFTZ-F1,E93,BR-C,E74A等转录因子不但激活凋亡的Caspases通路,还能诱导自噬的发生。     

自噬和泛素-蛋白酶体系统之间的交联

自噬和泛素-蛋白酶体系统作为细胞内最重要的两大降解途径,对细胞稳态及细胞正常生理功能的维持都具有十分重要的作用。目前,越来越多的证据显示,这两大降解途径之间存在多种交联方式。首先,自噬和泛素-蛋白酶体系统都能以泛素作为共同标签,从而将泛素化底物降解;其次,泛素化的蛋白酶体可以通过自噬被清除,自噬相关蛋白质也可以通过蛋白酶体系统被降解;再次,这两条途径在细胞内能协同降解同一种底物;最后,它们之间可以相互调节活性,任一条途径被干扰都将影响另一条途径的活性。自噬和泛素-蛋白酶体系统之间的交联对细胞稳态的维持至关重要。交联失调不仅导致细胞功能异常,还可引起多种疾病的发生。本文主要对自噬和泛素-蛋白酶体系统之间的交联方式及其分子机制进行阐述,有助于深入了解细胞的分解代谢过程,进一步理解细胞稳态的维持机制,继而加深对相关疾病病理机制的认识。     

综述: 细胞自噬在肿瘤发生发展中的作用

自噬是保守的细胞防御机制,又是程序性细胞死亡机制．在多种人类肿瘤中存在细胞自噬活性改变．自噬活性降低促进肿瘤的发生和进展．综述了近年来细胞自噬在肿瘤中的研究进展,从基因组不稳定性、炎-癌链转化和演进、致瘤微生 物感染和宿主免疫应答、细胞凋亡途径与自噬的交叉调节等角度探讨自噬抑制肿瘤的机理,以及细胞自噬在肿瘤治疗中的作用．     

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.     

细胞自噬与凋亡的交互作用

细胞自唾又称Ⅱ型程序性细胞死亡,参与了多种疾病的发生和发展。自唆与凋亡之间存在着复杂的交互调控——二者能被多种应激刺激共同激活、共享多个调节分子,甚至互相协调转化等。全面深入研究自噬与凋亡之间的交互作用机制,将为肿瘤等疾病的认知及治疗带来突破性进展。     

Programmed cell death in plants: distinguishing between different modes

Programmed cell death (PCD) in plants is a crucial componentof development and defence mechanisms. In animals, differenttypes of cell death (apoptosis, autophagy, and necrosis) havebeen distinguished morphologically and discussed in these morphologicalterms. PCD is largely used to describe the processes of apoptosisand autophagy (although some use PCD and apoptosis interchangeably)while necrosis is generally described as a chaotic and uncontrolledmode of death. In plants, the term PCD is widely used to describemost instances of death observed. At present, there is a vastarray of plant cell culture models and developmental systemsbeing studied by different research groups and it is clear fromwhat is described in this mass of literature that, as with animals,there does not appear to be just one type of PCD in plants.It is fundamentally important to be able to distinguish betweendifferent types of cell death for several reasons. For example,it is clear that, in cell culture systems, the window of timein which ‘PCD’ is studied by different groups varieshugely and this can have profound effects on the interpretationof data and complicates attempts to compare different researcher'sdata. In addition, different types of PCD will probably havedifferent regulators and modes of death. For this reason, inplant cell cultures an apoptotic-like PCD (AL-PCD) has beenidentified that is fairly rapid and results in a distinct corpsemorphology which is visible 4–6 h after release of cytochromec and other apoptogenic proteins. This type of morphology, distinctfrom autophagy and from necrosis, has also been observed inexamples of plant development. In this review, our model systemand how it is used to distinguish specifically between AL-PCDand necrosis will be discussed. The different types of PCD observedin plants will also be discussed and the importance of distinguishingbetween different forms of cell death will be highlighted. Key words: Apoptosis, apoptosis-like programmed cell death (AL-PCD), Arabidopsis, autophagy, mitochondria, necrosis, programmed cell death (PCD) Received 5 June 2007; Revised 13 September 2007 Accepted 20 September 2007     

细胞程序死亡与bcl－2基因

细胞程序死亡,是有别于细胞坏死的另一种重要的衰老,死亡形式,它在胚胎发育,肿瘤发生,免疫系统的克隆选择中起重要作用,ｂｃｌ－２是调控ＰＣＤ的基因,但不能抑帛有类型的ＰＣＤ,最近发现,ｂｃｌ－Ｘ基因编码大小不同的两种蛋白,分别具有刺激和抑的ＰＤＣＣＤ的功能,ｂｃｌ－２通过抑制ＰＣＤ可导致细胞癌变,因而ｂｃｌ－２被看作第三类癌基因。     

光周期对西葫芦185品系顶芽和叶片衰老的调控

在短日照下,西葫芦(Cucurbita pepo Linn.)185品系的植株发生衰老.结构学、基因表达与系列生化分析证实:短日照启动了顶端分生组织由营养生长锥向花芽的转化,进而其组成细胞发生编程性死亡(PCD),导致顶端生长势的丧失;与长日照处理相比,短日照处理在发育晚期也引起大量叶肉细胞发生PCD,进而叶片出现衰老.核酸酶活性的高度表达是PCD过程中一个非常重要的分子事件.实验证实,西葫芦185品系植株衰老进程的发生与顶端分生组织和叶肉细胞中发生PCD密切相关.     

植物程序性细胞死亡检测技术

程序性细胞死亡(PCD)是细胞死亡的方式之一,在植物发育及逆境响应等方面起着重要作用。主要介绍检测植物PCD的细胞学、生物化学、分子生物学及生理学方法,以及流式细胞仪在植物PCD检测中的应用。Abstract:Programmed cell death (PCD) is an active way for plant cells marching to death,which plays an important role in plant development and stress responses.Cytological,biochemical,molecular and physiological methods for measuring plant PCD were reviewed.Application of flow cytometer to plant PCD research was also covered.     

光周期对西葫芦185品系顶芽和叶片衰老的调控

在短日照下 ,西葫芦 (CucurbitapepoLinn .) 185品系的植株发生衰老。结构学、基因表达与系列生化分析证实 :短日照启动了顶端分生组织由营养生长锥向花芽的转化 ,进而其组成细胞发生编程性死亡 (PCD) ,导致顶端生长势的丧失 ;与长日照处理相比 ,短日照处理在发育晚期也引起大量叶肉细胞发生PCD ,进而叶片出现衰老。核酸酶活性的高度表达是PCD过程中一个非常重要的分子事件。实验证实 ,西葫芦 185品系植株衰老进程的发生与顶端分生组织和叶肉细胞中发生PCD密切相关。     

Identification of factors that function in Drosophila salivary gland cell death during development using proteomics

Proteasome inhibitors induce cell death and are used in cancer therapy, but little is known about the relationship between proteasome impairment and cell death under normal physiological conditions. Here, we investigate the relationship between proteasome function and larval salivary gland cell death during development in Drosophila. Drosophila larval salivary gland cells undergo synchronized programmed cell death requiring both caspases and autophagy (Atg) genes during development. Here, we show that ubiquitin proteasome system (UPS) function is reduced during normal salivary gland cell death, and that ectopic proteasome impairment in salivary gland cells leads to early DNA fragmentation and salivary gland condensation in vivo. Shotgun proteomic analyses of purified dying salivary glands identified the UPS as the top category of proteins enriched, suggesting a possible compensatory induction of these factors to maintain proteolysis during cell death. We compared the proteome following ectopic proteasome impairment to the proteome during developmental cell death in salivary gland cells. Proteins that were enriched in both populations of cells were screened for their function in salivary gland degradation using RNAi knockdown. We identified several factors, including trol, a novel gene CG11880, and the cop9 signalsome component cop9 signalsome 6, as required for Drosophila larval salivary gland degradation.     

程序性细胞死亡与肿瘤

程序性细胞死亡（programmed cell death,PCD）是指由基因控制的细胞自主的有序性死亡方式,涉及一系列基因的激活、表达以及调控等。目前,经典细胞凋亡被称为Ⅰ型PCD,而自噬性细胞死亡称为Ⅱ型PCD,坏死样程序性细胞死亡则被称为Ⅲ型PCD,它们在肿瘤的发生、发展及治疗过程中起非常重要的作用。该文结合国内外最新研究进展主要针对不同细胞死亡模式及其相互作用、关键作用蛋白,细胞自噬与肿瘤发生,细胞自噬、凋亡与肿瘤治疗作一简要综述,并展望发展前景,提出在肿瘤治疗中如何利用不同死亡模式的协同作用最大限度地发挥其临床应用价值。