PINK1/Parkin介导的线粒体自噬

线粒体自噬（mitochondrial autophagy, or mitophagy）指的是细胞通过自吞噬作用,降解与清除受损线粒体或者多余线粒体,其对整个线粒体网络的功能完整性和细胞存活具有重要作用。线粒体自噬过程受多种途径调控,PINK1/Parkin通路是其中的一条,其异常与多种疾病的发生密切相关,如心血管疾病、肿瘤和帕金森病等。在去极化线粒体中,磷酸酶及张力蛋白同源物(PTEN)诱导的激酶1（PTEN-induced kinase 1,PINK1）作为受损线粒体的分子传感器,触发线粒体自噬的起始信号,并将Parkin募集至线粒体;Parkin作为线粒体自噬信号的“增强子”,通过对线粒体蛋白质进一步泛素化介导自噬信号的扩大;去泛素化酶和PTEN-long蛋白参与调控该过程,并对维持线粒体稳态具有重要作用。本文主要对PINK1与Parkin蛋白质的分子结构和其介导线粒体自噬发生的分子机制,以及参与调控该途径的关键蛋白质进行综述,为进一步研究以线粒体自噬缺陷为特征的疾病治疗提供理论基础。     

泛素特异性蛋白酶30在线粒体动力学和自噬中的作用研究进展

线粒体作为细胞的能量中心,在细胞内呈现高度的动态变化,其数量、质量及功能的稳定对维持细胞的正常活动至关重要。线粒体动力学与线粒体自噬之间可互相调控,共同构成线粒体质量控制的重要环节。泛素特异性蛋白酶30 (USP30)作为去泛素化酶,既可通过线粒体融合蛋白1/2 (Mfn1/2)、线粒体动力蛋白相关蛋白1 (Drp1)等融合与分裂蛋白参与调控线粒体动力学过程,还能通过E3泛素连接酶Parkin、泛素(Ub)及电压依赖性阴离子通道1 (VDAC1)等多种信号而调控PTEN诱导激酶1 (PINK1)/Parkin途径介导的线粒体自噬,但其详细机制尚未完全阐明。本文对USP30在调控线粒体动力学和线粒体自噬中的作用与其机制进行了综述。     

PINK1/parkin通路调控线粒体自噬机制的研究进展

线粒体自噬指细胞通过自噬机制选择性除去损伤或多余的线粒体。真核生物通过线粒体自噬调控线粒体质量,维持供能细胞器的功能。大量研究表明,帕金森病相关基因PINK1和parkin可通过线粒体自噬参与并维持线粒体功能。PINK1与parkin能协同特异性识别损伤的线粒体,PINK1作为线粒体质量调控的探测器被活化,此过程中泛素化酶和去泛素化酶对维持parkin活性及线粒体自噬的效率有重要作用。本文主要总结PINK1/parkin通路在线粒体自噬中的功能与作用。     

Pink1/Parkin介导的线粒体自噬分子机制

线粒体自噬作为一种选择性清除受损线粒体的特异性自噬类型,是细胞内线粒体的质量控制体系,其活性受多种途径调控。近年来,关于线粒体自噬的调控及其对生理、病理方面的影响受到众多研究者的关注,并获得了显著的研究成果。研究表明,人PTEN诱导激酶1(PTEN induced putative kinase 1,Pink1)/Parkin通路调控线粒体动力学过程,并介导受损线粒体的自噬性清除。PINK1/PARK2基因缺失或突变是神经退行性疾病的重要发病机制之一,其功能异常也与多种肿瘤的发生有关。该综述主要介绍了Pink1/Parkin蛋白质的生化特性、介导线粒体自噬发生的分子机制及其对细胞生物学进程的影响。     

线粒体自噬影响胰岛素抵抗的作用及机制

胰岛素抵抗（IR）是诱发许多代谢疾病的关键因素,包括代谢综合征、非酒精性脂肪性肝病、动脉粥样硬化和2型糖尿病（T2DM）。随着相关代谢疾病日益增多,寻找新的治疗靶点迫在眉睫。线粒体自噬是一种选择性自噬,其通过清除受损和功能失调的线粒体以维持正常线粒体功能和能量代谢。研究发现,线粒体自噬在代谢疾病中有积极作用,线粒体自噬受到各种信号通路与信号分子调控而改善代谢疾病,如AMPK/ULK1、PINK1/Parkin信号通路以及BNIP3/Nix和FUNDC1等信号分子。本文阐述了线粒体自噬在胰岛素抵抗中的作用及调控机制,综述了近年的相关研究进展。     

异氟醚经Pink1/Parkin信号通路激活线粒体自噬对小鼠心肌缺血再灌注的保护作用

目的 探究异氟醚（isoflurane, ISO）通过Pink1/Parkin信号通路对小鼠心肌缺血再灌注（ischemia-reperfusion,IR）损伤中线粒体自噬的影响。方法 本研究建立小鼠心肌IR模型,并将24只小鼠分为4组：假手术（Sham）组、假手术+异氟醚（Sham+ISO）组、缺血再灌注（IR）组、缺血再灌注+异氟醚（IR+ISO）组。通过HE染色评估心肌组织损伤,利用TUNEL染色观察心肌细胞凋亡,通过Western blot检测心肌细胞线粒体自噬相关蛋白（包括Pink1、parkin、Beclin、P62和LC3）的表达,并使用相关试剂盒测定心肌细胞线粒体内膜电位及ATP含量。结果 与Sham组相比,IR组的心肌细胞损伤更为严重,心肌组织损伤评分增加,细胞凋亡率升高。线粒体自噬相关蛋白表达紊乱,线粒体内膜电位和ATP含量显著下降。值得注意的是,在ISO处理的IR小鼠中,IR损伤导致的心肌组织损伤评分和心肌细胞凋亡率明显减轻;线粒体自噬相关蛋白的表达部分恢复,线粒体内膜电位和ATP含量的降低也得到了显著改善。结论 ISO可以通过Pink1/Parkin信号通路抑制...     

Parkin介导的线粒体自噬及细胞器互作机制

线粒体是细胞生理代谢活动发生的重要场所. 线粒体生发降解平衡是维持能量代谢稳定的重要保障. Parkin作为E3泛素连接酶，通过PINK1/Parkin、LC3等多种信号参与调控线粒体自噬过程. 此外，Parkin还能够影响线粒体相关内质网膜、调控细胞器间钙流，在线粒体-内质网对话过程中调控溶酶体途径介导的线粒体自噬. 脂肪组织是研究线粒体调节机制的理想模型：寒冷刺激诱导富含线粒体的米色脂肪生成；移除刺激后，组织中线粒体消失恢复为白色脂肪，但线粒体稳定性的调控机理目前仍有很多未知. 本文综述Parkin介导线粒体自噬途径的最新研究进展，及其参与线粒体、内质网、溶酶体等不同细胞器间相互作用的调控机制.     

PINK1/Parkin通路在线粒体自噬氧化损伤中的作用

线粒体是细胞进行氧化还原反应的主要场所,其数量、质量和功能的完整性对调节细胞内环境稳态和维持细胞正常生理功能发挥着重要作用。当机体受不利环境影响时,体内产生活性氧类(reactive oxygen species,ROS)和活性氮类(reactive nitrogen species,RNS)的水平显著增加,导致线粒体结构紊乱与功能障碍,引发机体氧化损伤,并且激活PINK1(PTEN induced putative kinase 1)/Parkin信号通路诱导的线粒体自噬,该通路同时也参与了细胞氧化损伤过程。该文从ROS与氧化应激、PINK1/Parkin通路与线粒体自噬及氧化损伤等方面展开,重点概述了PINK1/Parkin通路调控线粒体自噬在氧化损伤中的作用,为抗氧化产品的研发和机体氧化损伤相关疾病的防治提供新的思路与科学依据。     

Parkin功能丧失增强细胞自噬

Parkin(PARK2)基因的突变与家族性帕金森综合症的发生密切相关,其蛋白Parkin是细胞内的E3泛素连接酶。当线粒体受到损伤时,Parkin会募集到线粒体上,介导线粒体自噬,在生理条件下,Parkin及Parkin突变体是否会引起细胞自噬还不清楚。本文研究了病理性Parkin突变体对细胞自噬的影响。通过构建一系列Parkin功能缺失的突变体,并转染到HeLa以及ATG5-/-MEF细胞中,利用免疫荧光技术和Western-blot分析这些突变体对细胞自噬的影响。结果表明,Parkin突变体的表达促进细胞自噬的标志分子LC3由LC3-Ⅰ型变为LC3-Ⅱ型。突变体R275W在细胞内形成蛋白聚集体,并与LC3共定位。当细胞自噬的关键基因ATG5被敲除后,Parkin突变体引起的细胞自噬受到显著抑制。我们的初步结果提示Parkin突变体通过Atg5影响细胞自噬,并可能与帕金森症的发生有一定的相关性。     

泛素信号途径、自噬受体与细胞选择性自噬

蛋白质泛素化是真核生物细胞内蛋白质合成后最重要和最普遍的修饰方式之一。发生在蛋白质底物上的泛素化,由于其泛素化方式及形成泛素链的连接形式的多样性,又统称为泛素信号途径。研究表明,泛素信号途径对蛋白质的调节作用分为降解相关和非相关的两种。细胞内蛋白质的降解主要通过泛素-蛋白酶体或溶酶体-自噬途径来完成。一般认为,通过泛素-蛋白酶体降解的蛋白质具有很强的选择性,而通过溶酶体-自噬途径降解的蛋白质一般选择性较差。然而,近年来,细胞自噬受体如p62等的发现则表明细胞自噬同样具有很强的选择性,这一类由细胞自噬受体介导的细胞自噬被称为细胞选择性自噬(Selective autophagy)。蛋白质泛素化及降解调控几乎所有类型的细胞活动;与之对应的是,蛋白质泛素化及降解异常与包括肿瘤在内的多种人类疾病的发生发展密切相关。本文综述了泛素信号途径调控蛋白质通过蛋白酶体或自噬途径降解的基本过程和部分最新进展,并结合本实验室的研究成果介绍泛素化修饰细胞自噬受体调控细胞选择性自噬的新机制。     

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.     

线粒体自噬的研究进展

线粒体自噬在细胞质量控制、发育等生理过程中起重要作用,线粒体自噬的异常会导致神经退行性疾病、心脏病、肿瘤等病理反应。线粒体自噬的关键步骤是待降解的线粒体和自噬泡这两个细胞器之间的特异性识别,该过程是通过位于线粒体上的降解信号和自噬泡上的受体相互作用来介导的。近年来,有多个线粒体自噬的受体识别通路陆续被发现,然而,在这些通路中线粒体自噬信号如何起始和调控尚不清楚。该文就线粒体自噬的最新研究进展作一简要综述,旨在为相关领域的研究提供参考。     

线粒体自噬

细胞自噬(autophagy)是细胞依赖溶酶体对蛋白和细胞器进行降解的一条重要途径.目前,将通过细胞自噬降解线粒体的途径称为线粒体自噬(mitophagy).最近几年的证据表明,线粒体自噬是一个特异性的选择过程,并受到各种因子的精密调节,是细胞清除体内损伤线粒体和维持自身稳态的一种重要调节机制.自噬相关分子,如“核心”Atg 复合物,酵母线粒体外膜分子Atg32、Atg33、Uth1和Aup1,哺乳细胞线粒体外膜蛋白PINK1、NIX和胞质的Parkin等,在线粒体自噬中起关键的作用. 线粒体自噬异常与神经退行性疾病如帕金森氏病（Parkinson’s disease,PD）的发生密切相关. 本文就线粒体自噬的研究进展做简要的介绍.     

乳酸脱氢酶A通过AMPK信号通路抑制人脑胶质瘤细胞线粒体自噬

该研究旨在探讨乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)对人脑胶质瘤细胞线粒体自噬的影响。用质粒sh-EGFP或sh-LDHA转染人脑胶质瘤细胞株U87MG,qRT-PCR和Western blot检测干扰效率,荧光染色技术检测线粒体ROS水平及线粒体膜电位,Western blot检测线粒体自噬相关蛋白及AMPK信号通路相关蛋白表达。结果表明,与sh-EGFP组相比较,sh-LDHA组人脑胶质瘤细胞U87MG中LDHA的mRNA及蛋白质水平均显著降低,线粒体ROS的产生增加,线粒体膜电位明显降低,线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin及BNIP3、BNIP3L的表达增高,AMPK的磷酸化水平明显升高,而mTOR的磷酸化水平降低。研究结果表明,LDHA能够通过抑制AMPK信号通路,降低线粒体ROS水平,提高线粒体膜电位,抑制线粒体自噬。     

泛素化特异性酶（USP2a）与肿瘤发生的相关分子机制

去泛素化酶USP2a是去泛素化酶家族(DUBs)的一个成员,为半胱氨酸蛋白酶,是一种重要的特异性去泛素化水解酶。USP2a具有结构和功能多样性,其结构多样化使得这些酶具有一些特异性作用靶点,特别是在基因表达调控中靶向的生理底物种类繁多。特异性蛋白泛素化水平的动态变化涉及到基因表达活化和失活的多种机制以及信号通路转导的多个环节。越来越多的文献报道了去泛素化酶相互作用网络的组成及其重要性。USP2a调节多种重要的细胞生长和分化调节因子及信号转导因子的稳定性和功能,通过USP2a的去泛素化作用以及诱导它们之间相互反应对机体进行相应调控,特别是在调控转录因子、细胞周期和细胞凋亡自噬上发挥重要作用。USP2a的过表达在体内外都表现出致癌性,其靶蛋白通过各种途径影响肿瘤发生发展。通过对人类肿瘤发生发展的相关分子机制及信号通路影响的深入研究,USP2a有望成为肿瘤治疗的新靶点。现就去泛素化酶与人类肿瘤发生发展的相关分子机制及该领域的研究进展作一综述。     

急性肝损伤时肝脏内Pink1/Parkin的表达变化及意义

目的:观察C57小鼠急性肝损伤(Acute liver injury, ALI)中线粒体自噬相关蛋白Pink1/Parkin表达的变化及意义。方法:领取28只小鼠,随机分为对照组、ALI 1 d组、ALI 4 d组、ALI 7 d组。分别检测血清谷氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)的变化;肝组织病理变化用HE染色观察;Real Time quality PCR检测Pink1/Parkin在m RNA水平的表达变化;进一步利用Western Blot方法分别检测肝组织中Pink1/Parkin蛋白水平的表达变化。结果:ALI组1 d、4 d、7 d组与对照组相比,ALT、AST表达显著升高,具有统计学意义(P0.05);肝组织病理学检查ALI组1 d和4 d组中,释放出大量的炎性细胞,肝细胞出现大面积坏死,7 d组肝细胞坏死与1 d和4 d比较明显缓解;m RNA水平检测Pink1/Parkin在ALI 1 d(4.79/1.82倍)、4 d(1.74/4.17倍)和7 d(2.91/1.25倍)与对照组相比表达水平明显升高(P0.05);Pink1/Parkin在蛋白水平检测时ALI 1 d(2.03/1.82倍)、4 d(1.78/4.17倍)和7 d(1.25/1.25倍)时肝组织内表达也显著增加,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:急性肝损伤状态下Pink1/Parkin在m RNA和蛋白水平表达升高,且其表达量随着肝脏的损伤缓解而表达水平降低,提示Pink1/Parkin可能对于治疗急性肝损伤具有重要意义。     

选择性自噬受体TAX1BP1的研究进展及意义

自噬是真核细胞内主要的降解系统之一,在清除细胞内受损物质方面发挥着重要作用。近年来,自噬与疾病的关系成为研究的热门话题。自噬功能的异常往往影响着疾病的发生、发展及预后。细胞通过自噬途径选择性地清除某些细胞质成分的过程称为选择性自噬。选择性自噬的发生通常需要自噬受体的参与,不同的自噬受体发挥的具体功能也不尽相同。其中,Tax1结合蛋白1(Tax1-binding protein 1,TAX1BP1)作为选择性自噬接头蛋白的一员,主要由一个SKIP羧基同源性域(SKIP carboxyl homology,SKICH)、一个微管相关蛋白I轻链3结合结构域(LC3-interacting region,LIR)、三个卷曲螺旋和一个羧基末端泛素锌指结合(ubiquitin-binding zinc finger,UBZ)结构域构成。这些结构域介导了TAX1BP1与其他蛋白质的相互作用,并在一定程度上对TAX1BP1在细胞中的功能产生影响。TAX1BP1同时调节NF-κB、JNK等信号通路;它广泛地参与到线粒体自噬、异体自噬以及溶酶体自噬等自噬进程中去;TAX1BP1的异常表达与炎症反应、恶性肿...     

泛素特异蛋白酶4研究进展

泛素特异蛋白酶4(ubiquitin-specific protease 4,USP4)是一种重要的去泛素化酶,它通过识别特异性靶蛋白,使之去泛素化来阻碍其降解或改变其特性,在肿瘤、病毒感染及多种信号通路中发挥重要调节作用。但目前有关USP4在肿瘤形成和发展过程中究竟行使癌基因抑或是抑癌基因的功能尚存在争议。本文从USP4的结构、功能及信号通路等方面对其研究进展作一介绍。     

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。     

泛素特异性蛋白酶14的研究进展

泛素特异性蛋白酶14(ubiquitin-specific protease 14,USP14)是真核生物体内普遍存在的一种去泛素化酶,在编辑泛素链长度以及维持游离泛素库的稳定中发挥重要作用。它既可通过去泛素化调控靶蛋白的降解,又可通过多种信号通路参与肿瘤以及神经系统疾病的发生发展,因此USP14有望成为相关疾病治疗的极具潜力的新靶点。文章将从结构、功能、底物蛋白、信号通路、相关疾病以及抑制剂等方面对USP14的研究进展做一综述。