鳞翅目昆虫中自噬相关分子Atg8的研究进展

自噬是细胞通过溶酶体自主降解以实现细胞内物质循环利用的过程,在昆虫细胞分化和个体发育中起着重要作用。鳞翅目昆虫属于完全变态昆虫,会通过自噬和凋亡完成蜕变重建过程,是研究自噬机制的模式生物。自噬相关蛋白Atg8是哺乳动物微管相关蛋白1轻链3的同系物,是自噬相关蛋白的核心蛋白家族,对自噬小体形成、膜的延伸、特定物质识别等具有重要意义。文中就鳞翅目昆虫Atg8在自噬信号通路中的作用、Atg8结构特点、Atg8表达分布及Atg8-PE/Atg8水平与自噬活性关系进行了综述。Atg8-PE是自噬信号通路中两个类泛素结合系统之一,在自噬中起着关键作用。序列分析表明,鳞翅目昆虫Atg8与其他真核生物同源蛋白的整体结构相似,尤其与其他昆虫同源蛋白的氨基酸序列高度一致,体现了Atg8的高度保守性。鳞翅目昆虫发育不同阶段,Atg8在中肠、唾液腺、卵巢、脂肪体、丝腺等器官中的表达分布各不相同。并且,Atg8在核质中分布也存在差异,Atg8在细胞核与细胞质之间的穿梭可能存在蛹化前阶段的某些细胞中。通过检测Atg8-PE在细胞内的表达水平或Atg8含量的变化,可以评价细胞自噬的发生程度。     

细胞自噬形成机制及其功能研究进展

自噬是真核细胞维持内环境稳态的一种内在平衡机制。现已发现,多种自噬相关蛋白质(autophagy related protein or Atg protein)参与自噬形成。其中,自噬相关蛋白1/Unc-51样激酶1(autophagy related 1/Unc-51-like kinase 1,Atg1/ULK1)蛋白酶复合物主要在自噬形成起始阶段发挥作用;自噬相关蛋白9·自噬相关蛋白2-自噬相关蛋白18(autophagy related 9·autophagy related 2-autophagy18,Atg9·Atg2-Atg18)复合物主要为自噬形成递送膜结构;自噬相关蛋白12(autophagy related 12,Atg12)和自噬相关蛋白5/微管相关蛋白1轻链3(autophagy-related 5/microtubule-associated protein 1light chain 3,Atg5/LC3)结合系统主要参与隔离膜的延伸和自噬体的成熟;而泡膜蛋白34-自噬相关蛋白6/Beclin1磷脂酰肌醇-3激酶复合物[vacuolar proteins sorting 34-autophagy related 6/Beclin 1phosphatidylinositol-3 kinase,Vps34-Atg6/Beclin1 PI(3)P]则可与不同物质结合,在自噬的起始和自噬体成熟过程中发挥重要作用。随着研究的深入,细胞自噬被认为可特异性识别底物进行降解,如线粒体自噬、噬脂、异体吞噬等。因此,自噬与多种疾病的发生发展密切相关,如神经系统疾病、肿瘤、心血管疾病、感染、代谢性疾病、特发性肺纤维化、肺动脉高压等疾病并参与衰老等生理过程。目前,一批以自噬为靶点的自噬调节剂正在临床试验阶段。     

Atg11的功能研究进展

Atg11利用自身众多螺旋结构域作为支架蛋白,主要介导选择性自噬过程中自噬体的形成.选择性自噬可特异性清除损坏的生物大分子和细胞器,在真核生物的胞内物质周转及细胞器质量控制中起重要作用.本文首先介绍了Atg11的结构特点,其次重点介绍了Atg11在3种选择性自噬(细胞质到液泡靶向(Cvt)途径、过氧化物酶体自噬和线粒体自噬)中的作用,最后概括了Atg11的其他功能.本文系统总结了近几年关于Atg11的研究进展,以期为自噬体形成机制研究及Atg11在自噬体形成过程中的功能研究提供参考.     

ULK1复合物在细胞自噬中的作用

ULK1复合物在细胞自噬的启动中发挥重要作用,其作用包括接收细胞营养状态信号,将下游Atg蛋白招募到自噬体形成部位,以及管理自噬体形成。目前研究工作表明在不依赖营养和能量状态下,ULK1复合物也有可能被激活。在这篇文章综述了ULK1复合物是如何被不同的信号调控,以及ULK1复合物是如何调控细胞自噬机制的其他因素。     

基于自噬探讨Atg5参与肝脏疾病调控的研究进展

肝脏疾病作为危害人类健康的常见病和多发性疾病,在国内外对其的防治与治疗仍是个严峻的问题。细胞自噬是细胞体内自我调节的重要方式,细胞生长、分化、存活和自我平衡都依赖于此,同时在对抗慢性肝炎病毒感染、酒精性肝病、脂肪肝等肝脏疾病时发挥重要作用。研究表明,细胞自噬受到自噬相关基因-5(autophagy related gene-5,Atg5)的调控,通过Atg5调控细胞自噬来对抗肝脏疾病也引起越来越多的关注。例如在肝细胞中,上调Atg5的表达量可促进细胞自噬,从而减少内质网应激(ER)介导的损伤,这是治疗脂肪性肝炎的一个新策略。本文就Atg5通过调控自噬参与常见肝脏疾病的内在机制做一总结。     

Ctk1蛋白在自噬过程中的作用

细胞自噬是一种在真核生物中十分保守的溶酶体依赖性胞内降解途径,通过形成双层膜结构包裹细胞质内的生物大分子或者细胞器运送到溶酶体进行降解。在实验中发现,Ctk1蛋白对自噬过程有重要调节作用。Ctk1的缺失或者失活都会导致自噬过程不能正常发生,同时也会影响酵母CVT途径。自噬相关蛋白Atg3与Atg8的结合受到Ctk1的调控影响。因此,Ctk1在自噬过程中自噬体的形成中发挥了重要作用,揭示了Ctk1的新的功能作用。     

牦牛Atg5基因克隆及其在输卵管、卵巢和子宫中的表达定位

自噬是一种保守的细胞内降解过程,在多种生物体内证实自噬有重要的生物学意义。但是自噬在牦牛这一高原特色物种体内的研究未见报道。因此为探索正常生理条件下自噬相关基因在牦牛生殖过程中的表达,本研究分别采集牦牛不同繁殖周期（卵泡期、黄体期及妊娠期）的主要生殖器官（输卵管、卵巢、子宫）,克隆牦牛自噬相关基因5（Autophagy related 5,Atg5）基因并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Atg5 基因在组织中的相对表达量;并采用蛋白质免疫印迹（Western-blot, WB）检测Atg5和Atg5-Atg12（Autophagy related 12,自噬相关基因12）复合体在不同组织中的表达水平;免疫组织化学方法分析Atg5在各生殖器官中的分布特征。结果显示,成功克隆牦牛Atg5基因在进化过程中高度保守,编码的蛋白质为可溶性的非跨膜蛋白;qRT-PCR和WB检测结果显示Atg5和Atg5-Atg12复合体在牦牛输卵管、卵巢和子宫中均有表达。其中卵泡期卵巢Atg5-Atg12表达显著高于黄体期和妊娠期,卵泡期Atg5的表达却显著低于黄体期和妊娠期;黄体期输卵管Atg5-Atg12表达量显著高于卵泡期和妊娠期,妊娠期输卵管中Atg5的表达量显著高于卵泡期和黄体期;卵泡期和妊娠期子宫中Atg5-Atg12的表达量显著高于黄体期,而黄体期子宫中的Atg5的表达量又显著高于妊娠期和卵泡期,在蛋白水平上Atg5和Atg5-Atg12的表达呈负相关。免疫组织化学结果显示Atg5在输卵管黏膜上皮,卵巢卵泡膜、颗粒层、生殖上皮、黄体细胞,子宫内膜和子宫腺体均有表达。研究结果表明自噬在牦牛体内与其他物种相似具有保守性,通过检测Atg5-Atg12复合体在牦牛生殖器官中的表达,推测自噬可能参与牦牛生殖生理过程的调控。该研究结果对自噬在其他大型哺乳动物以及高寒低氧环境中动物的研究具有借鉴意义,有助于自噬参与其他动物生殖生理作用机制的研究。       

细胞自噬基因Atg6在涡虫中枢神经系统再生中的功能研究

细胞自噬基因Atg6在细胞自噬过程中发挥重要作用,其功能缺陷影响神经发生.涡虫是研究中枢神经系统(central nervous system,CNS)再生的良好模型,其头部切除后1周就能再生出一个新的头部.因此,研究Atg6基因在涡虫CNS再生中的作用对探究自噬调控神经发生具有重要意义.本研究首次报道了日本三角涡虫(...     

自噬相关蛋白Atg4.1过表达促进嗜热四膜虫亲本大核程序化降解

细胞核自噬在真核生物进化过程中具有重要作用,然而不同生物中的自噬分子调控机制并不完全清楚。嗜热四膜虫有性生殖过程中亲本大核的程序化降解是一种独特的细胞核选择性自噬。该研究从嗜热四膜虫中鉴定出一种自噬相关基因Tt ATG4.1(TTHERM_00526270),编码677个氨基酸。Tt ATG4.1在营养生长期和饥饿期不表达,在有性生殖期2 h特异表达,亲本大核开始降解的anlagen时期表达量最高。通过同源重组构建获得MTT1启动子调控表达的ATG4.1突变株,免疫荧光定位显示, Atg4.1定位在细胞质和降解的亲本大核上。过量表达Atg4.1导致anlagen时期亲本大核未能正常凝缩,且细胞核膨大。通过自噬体和溶酶体荧光探针标记发现过量表达Atg4.1不影响亲本大核的酸化,但相比于野生型细胞,过表达Atg4.1细胞株中,亲本大核的降解更快。研究表明自噬相关蛋白Atg4.1参与调控嗜热四膜虫有性生殖中亲本大核程序化降解。     

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.     

绞股蓝总皂苷调节自噬小体对动脉粥样硬化的防治作用

为探究绞股蓝总皂苷调节自噬小体对动脉粥样硬化的防治作用。本研究分体内、体外实验。体内实验:30只健康Apo E-/-小鼠随机分为3组,模型组、绞股蓝总皂苷组和辛伐他汀组,每组10只。10只C57BL/6J小鼠为正常组。模型制备及给药干预完成后,全自动生化分析仪检测各组小鼠血脂水平,Western blot技术检测各组小鼠主动脉Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12蛋白表达情况。体外实验:培养EA.hy926细胞,随机分为正常组、模型组、绞股蓝总皂苷组、人参皂苷GRb3组和绞股蓝皂苷XILX组。Western blot技术检测各组细胞自噬小体形成信号通路相关蛋白Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12的表达情况。结果发现,绞股蓝总皂苷能够降低Apo E-/-小鼠血清中的TG、TC、LDL-C水平(P0.01),提高血清HDL-C水平(P0.01)。且绞股蓝总皂苷能够提高Apo E-/-小鼠主动脉Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12蛋白表达水平(P0.05或P0.01)。绞股蓝总皂苷、人参皂苷GRb3和绞股蓝皂苷XILX能够提高ox-LDL诱导的EA.hy926细胞自噬小体相关蛋白Atg3、Atg4c、Atg5、Atg12的表达水平(P0.01)。且绞股蓝总皂苷效果最好。以上结果说明,股蓝总皂苷可能通过促进自噬小体形成,降低Apo E-/-小鼠血清血脂水平,保护EA.hy926细胞抗内皮损伤,进而发挥其防治AS的生物学作用,且在该过程中人参皂苷GRb3和绞股蓝皂苷XILX可能是绞股蓝总皂苷中发挥关键作用的有效成分。     

细胞自噬分子机制的进展

细胞自噬是一类依赖于溶酶体的蛋白质降解途径,在真核生物中非常保守。自噬能够感受细胞所处环境的各种信号,如氨基酸、糖等营养物质的缺乏、p H值或渗透压的改变等,使细胞做出应激反应,在恶劣环境下存活。同时,自噬过程会清除细胞内错误折叠或聚集的蛋白质,受损或老化细胞器以维持细胞内部稳态。自噬发生时,细胞内部的胞质组分被包裹在自噬体中,自噬体与溶酶体融合进行降解,产生新的小分子,如氨基酸等供细胞重新利用。一系列研究发现自噬的信号通路非常复杂,已报道有40个自噬相关蛋白(Atg蛋白)参与了自噬体的形成过程。Atg蛋白按照一定步骤发挥功能,同时相互影响,利用内膜系统构建成一个闭合的双层膜结构。将对细胞自噬研究的历史、自噬分子机制的前沿进展进行综述。     

自噬的相关分子机制北大核心CSCD

细胞自噬是真核生物中高度保守的一类生物学途径,它通过降解细胞浆内不同组分,维持细胞自身平衡并帮助细胞在应激情况下生存。自噬在生物体生长发育、免疫防御、肿瘤抑制及神经退行性疾病中都有重大的意义。哺乳动物细胞中,自噬过程主要由自噬相关蛋白(Atg)所形成的一系列复合物所调控,这些蛋白质分别在自噬的启动、自噬泡的形成、延伸及成熟和降解过程中发挥重要的作用。在此,本文针对一些重要的自噬相关蛋白质对近年来自噬分子机制的研究进展做一总结。     

自噬的相关分子机制

细胞自噬是真核生物中高度保守的一类生物学途径,它通过降解细胞浆内不同组分,维持细胞自身平衡并帮助细胞在应激情况下生存。自噬在生物体生长发育、免疫防御、肿瘤抑制及神经退行性疾病中都有重大的意义。哺乳动物细胞中,自噬过程主要由自噬相关蛋白（Atg）所形成的一系列复合物所调控,这些蛋白质分别在自噬的启动、自噬泡的形成、延伸及成熟和降解过程中发挥重要的作用。在此,本文针对一些重要的自噬相关蛋白质对近年来自噬分子机制的研究进展做一总结。     

肺上皮细胞自噬体在结核分枝杆菌感染中保护作用的分子机制

目的：构建Atg5．真核表达载体并瞬时转染肺上皮细胞细胞株,探讨自噬在结核分枝杆菌感染上皮细胞中保护作用的分子机制。方法：设计针对Atg5的RNAi序列,化学合成后经过变性,退火连接到pSilencerTM3．1-H1hygro真核表达载体,经测序验证其正确性。脂质体法瞬时转染真核细胞A549,免疫印迹法检测瞬时转染的效果。用结核分枝杆菌分别感染正常和自噬表达低下的A549细胞．通过检测LDH来观察细胞的坏死情况。结果：成功的构建了pSilencerTM3．1-H1hygro真核表达载体并建瞬时转染了A549细胞株,成功抑制了细胞的自噬功能。Atg5-细胞对结核杆菌的抵抗能力下降。结论：在自噬表达低下的细胞中,细胞对结核分枝杆菌的抵抗能力有明显下降。在结核分枝杆菌感染上皮细胞的过程中,自噬是一种保护机制。     

肺上皮细胞自噬体在结核分枝杆菌感染中保护作用的分子机制

目的:构建Atg5-真核表达载体并瞬时转染肺上皮细胞细胞株,探讨自噬在结核分枝杆菌感染上皮细胞中保护作用的分子机制。方法:设计针对Atg5的RNAi序列,化学合成后经过变性,退火连接到pSilencerTM3.1-H1hygro真核表达载体,经测序验证其正确性。脂质体法瞬时转染真核细胞A549,免疫印迹法检测瞬时转染的效果。用结核分枝杆菌分别感染正常和自噬表达低下的A549细胞,通过检测LDH来观察细胞的坏死情况。结果:成功的构建了pSilencerTM 3.1-H1 hygro真核表达载体并建瞬时转染了A549细胞株,成功抑制了细胞的自噬功能。Atg5-细胞对结核杆菌的抵抗能力下降。结论:在自噬表达低下的细胞中,细胞对结核分枝杆菌的抵抗能力有明显下降。在结核分枝杆菌感染上皮细胞的过程中,自噬是一种保护机制。     

不同形态的烟曲霉对巨噬细胞自噬水平的影响

目的探究烟曲霉静息孢子、膨胀孢子以及菌丝对巨噬细胞自噬水平的影响。方法培养烟曲霉并收获静息孢子,在沙保弱液体培养基中振荡不同时间获得膨胀孢子及菌丝。以3种形态的烟曲霉分组处理RAW264.7细胞,免疫印迹法检测LC3BⅡ蛋白的表达量,逆转录PCR检测自噬相关蛋白Atg5、Atg7、Atg12 mRNA的转录水平。观察不同形态的烟曲霉刺激GFP-LC3B-RAW264.7细胞后GFP-LC3B的表达与定位。结果膨胀的烟曲霉孢子及菌丝刺激巨噬细胞后LC3BⅡ表达水平升高;Atg5与Atg12 mRNA的转录均明显增高,Atg7转录水平无显著变化;膨胀孢子诱导LC3B呈斑点样聚集并与之共定位,烟曲霉菌丝刺激后自噬体增多。结论烟曲霉膨胀孢子与菌丝能显著提高巨噬细胞自噬水平,静息的分生孢子不能引起巨噬细胞自噬功能的应答。     

细胞自噬对乙肝病毒感染细胞干扰素表达的影响

[目的]细胞自噬(Autophagy)是真核细胞用于清除胞内聚集物、损伤细胞器而维持其稳态平衡的一种溶酶体降解途径.细胞自噬不仅在细胞生长发育、成熟、分化等过程中起重要作用,且与病毒感染、细胞免疫密切相关.通过研究细胞自噬对乙肝病毒感染的Ⅰ型干扰素的影响,为进一步阐明乙肝病毒感染对机体天然免疫反应研究奠定基础.[方法]通过siRNA干扰Beclin1和Atg7表达,检测自噬小体形成,Real-TimePCR检测干扰素因子表达,分析了细胞自噬对乙肝病毒感染细胞中干扰素形成的影响.[结果]干扰Beclin1和Atg7均可抑制细胞自噬发生,抑制细胞自噬可降低干扰素因子的表达,而对细胞活力和细胞凋亡无明显影响.[结论]抑制细胞自噬,可降低HBV感染细胞中IFNβ和IFI27的表达,这在一定程度上意味着,HBV诱导的自噬具有增强感染细胞天然免疫反应的作用.     

Calpain裂解Atg5决定中性粒细胞发生自噬还是凋亡，以及C5a在其中的可能作用

通过阐明C5a、calpain和Atg5相互作用,为开展新的研究寻找方向．中性粒细胞凋亡控制炎症反应及其强度,多种疾病和中性粒细胞凋亡失调有关,但其发生机制尚未阐明．C5a为补体片段,有多种功能,如诱导中性粒细胞趋化、呼吸爆发、增强吞噬、颗粒酶释放和延迟凋亡．已知calpain涉及中性粒细胞功能及凋亡调节并对该凋亡发生具有特异性．不同刺激因素可通过不同路径调节不同calpain亚型的活性． 已有报道C5a可以通过调节calpain亚型活性而调节中性粒细胞的趋化反应．另外,自噬是真核细胞中广泛存在的生物过程,具有细胞保护作用,Atg5对于自噬体形成必不可少．Calpain可裂解Atg5为24 ku tAtg5,使其失去形成自噬体的功能并介导凋亡．Atg5参与了自噬和凋亡的转换．     

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。