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。     

细胞自噬与肿瘤发生的关系

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进行消化降解的过程.正常生理情况下,细胞自噬利于细胞保持自稳状态;在发生应激时,细胞自噬防止有毒或致癌的损伤蛋白质和细胞器的累积,抑制细胞癌变;然而肿瘤一旦形成,细胞自噬为癌细胞提供更丰富的营养,促进肿瘤生长.因此,在肿瘤发生发展的过程中,细胞自噬的作用具有两面性.尽管大多数抑癌蛋白可以激活细胞自噬这一结论被广泛接受,但p53作为重要的抑癌蛋白,在细胞核和细胞浆不同的亚细胞定位中对细胞自噬有着截然相反的调控.对于细胞自噬和癌症发生之间关系亟待深入的研究,这将会有助于人类更好地认识并最终攻克癌症.本文将针对细胞自噬与肿瘤发生过程中主要的信号调节通路展开介绍.     

死亡相关蛋白激酶（DAPK）是负调控还是正调控自噬?

自噬(autophagy)是1个严谨调控的代谢途径. 哺乳动物细胞通过自噬能够降解和循环利用大分子和某些细胞器.自噬作为一种适应的机制,保护有机体对抗各种病理病变,包括感染、癌症、退行性病变、衰老和心脏疾病等.在移除蛋白聚集体、以及受损或过剩细胞器时,自噬发挥着很关键的作用,从而能够维持细胞能量平衡并适应环境压力.当自噬不足或过剩时,自噬也可作为一种促死亡的机制.在不同的情况下,自噬活化的程度通过自噬信号通路网络而精确地调节.死亡相关蛋白激酶(DAPK)是1个刺激调节蛋白激酶,它由几个功能结构域组成.这些结构域能让它参与广泛的信号通路中,包括凋亡、自噬和膜泡.DAPK在调节自噬中发挥着关键的作用.本文综述了在不同的情况下DAPK负调控或是正调控自噬的路径.     

脂多糖通过自噬作用促进氧化低密度脂蛋白诱导的泡沫细胞的形成

目的:研究脂多糖(LPS)促进氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的泡沫细胞形成的机制。方法:人源性THP-1细胞的培养,经ox-LDL诱导形成泡沫细胞。采用油红O染色鉴定泡沫细胞的形成,免疫荧光和Western blot方法检测自噬活性,观察自噬作用对泡沫细胞脂质沉积的影响。结果:①经形态学观察,脂多糖可以促进ox-LDL诱导的泡沫细胞的形成。②脂多糖可以激活自噬作用,并且自噬活性在16h达到最强。③脂多糖可以增强自噬激活剂雷帕霉素(Rap)的促自噬作用(P0.05),并且削弱自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)的作用。④Rap单独作用不能影响泡沫细胞中脂质的累积,然而脂多糖能够增强Rap的作用,显著促进脂滴在泡沫细胞中的累积(P0.05);3-MA可以抑制基础水平和脂多糖诱导后泡沫细胞中脂滴的积累。结论:脂多糖通过增强自噬作用促进泡沫细胞的形成。     

自噬在细胞冷应激中的作用研究

有研究证明,自噬在生物应对多种不良环境过程中发挥着重要作用,但是自噬在细胞应对低温环境过程中的功能研究却甚少。该研究给予He La细胞(人子宫颈癌细胞)不同程度的急性冷刺激,探讨此过程中自噬的发生和功能。将He La细胞培养于37°C(对照组)或经不同程度的低温(10、18、28°C)处理,观察对照组与低温处理组细胞表达自噬标志物EGFP-LC3(enhanced green fluorescent protein-microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3)的变化,以监测自噬小体形成。结果显示,低温处理诱导He La细胞发生不同程度的自噬现象:10°C处理3~6 h的细胞内的自噬小体增多且体积增大,18°C处理的细胞内的自噬小体在3 d时最明显,28°C处理的细胞始终维持在较低水平。研究还发现,He La细胞在自噬减弱消失的同时发生细胞死亡,自噬特异性的化学抑制剂Bafilomycin A1处理可以进一步降低不同程度的低温胁迫下He La细胞的存活率,表明自噬在细胞低温应激过程中发挥着保护作用。Bafilomycin A1处理伴随有细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平增高,提示低温胁迫下自噬可能通过调控细胞内ROS水平来保护细胞。该研究结果表明,自噬在真核细胞冷应激中具有重要作用。     

浮游植物细胞自噬作用特点及研究方法

自噬(Autophagy)是真核生物细胞中一类高度保守的、依赖于溶酶体或液泡途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的生物学过程。细胞自噬除维持细胞稳态外,在细胞响应各种外界胁迫中也发挥重要作用。近年来,陆续发现浮游植物能够通过细胞自噬应答众多环境胁迫,并在浮游植物细胞中鉴定出了类似于哺乳动物细胞中的核心自噬功能单位。自噬作为一种独特的程序性细胞死亡(PCD)形式,对浮游植物遭受胁迫后的个体存活及种群延续具有至关重要的作用。因此,细胞自噬也将成为浮游植物研究领域的一个新的着力点。主要综述了浮游植物细胞中自噬的保守性、诱导因素、调控机制、自噬与凋亡的交互作用以及浮游植物自噬研究方法等研究进展。     

细胞病变型牛病毒性腹泻病毒对宿主细胞自噬作用的研究

细胞自噬(Autophagy)是一种真核生物细胞内损伤的细胞器和长寿命蛋白通过双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体或液泡中进行降解并得以循环利用的高度保守的分解代谢过程。本研究旨在了解细胞病变型(CEP)牛病毒性腹泻病毒(BVDV NM)对宿主细胞MDBK细胞自噬作用的影响。实验使用BVDV NM株感染宿主细胞MDBK,在不同时间点分别通过透射电镜观察自噬体形成、报告荧光GFP-LC3自噬底物检测以及Western blot方法鉴定细胞自噬标记物LC3-Ⅰ/LC3-Ⅱ和P62的表达等试验方法对自噬进行检测。结果显示,感染BVDV NM株的MDBK细胞出现了明显的细胞病变;透射电镜能观察到细胞中存在大量的双层膜结构的自噬泡;转染GFP-LC3荧光质粒后,在感染病毒的细胞内出现增多的聚集绿色荧光自噬小体;此外,随着BVDV NM株感染MDBK时间的延长可以发现LC3-Ⅰ/Ⅱ蛋白的量逐渐增加以及P62蛋白的降解。试验表明BVDV NM株感染MDBK可以促进细胞自噬的发生。     

非编码RNA在细胞自噬中的研究进展 *

细胞自噬是细胞在应激条件下降解胞内受损成分的过程,涉及多信号分子参与。在疾病发生、发展过程中,细胞自噬既可抑制或延缓疾病发展,还可使病情恶化,故寻找在不同阶段调控细胞自噬作用的因子探究其有效作用靶点具有重要意义。非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)是从基因组中转录出来的不行使编码蛋白质作用的一类RNA的总称。进几年来,越来越多不同ncRNA被发现,并在动物机体生理和病理过程中发挥着重要的调控作用。已有研究表明,ncRNA在细胞自噬发生过程起到重要的调控作用。从微小RNA(MicroRNA,miRNA)、长链非编码RNA(Long noncoding RNAs,lncRNA)、环状RNA(CircularRNA,circRNA)几方面综述了ncRNA在细胞自噬通路中的调节作用,为癌症等疾病治疗以及分子标记提供理论指导和新思路。     

自噬作为分子靶点用于肿瘤治疗的研究进展

细胞自噬(autophagy)是一种在进化上极度保守的代谢机制,是真核细胞利用溶酶体清除并回收折叠错误、变性、受损或衰老的蛋白质以及细胞器的过程。当机体内环境遭遇低氧、饥饿等内源、外源性刺激时,细胞通过自噬来维持内环境的稳定以及基因组的完整性。近年来,大量研究表明,细胞自噬的功能异常在肿瘤的发生发展中扮演着重要的角色。该文回顾了自噬的分子机制,讨论了自噬在肿瘤发生发展中促进以及抑制的 "双面作用",并总结了近年来通过靶向自噬来治疗肿瘤的研究进展。     

细胞自噬及其与肿瘤关系的研究进展

细胞自噬是一种细胞自我降解的过程,在适应代谢应激、保护基因组完整性及维持内环境稳定方面起到重要作用。在许多人类肿瘤中存在自噬水平的改变。肿瘤发生发展的不同阶段,自噬起到了促进和抑制的双重作用。该文综述了细胞自噬的分子机制及其与肿瘤关系的主要研究进展。     

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．     

活性氧调控植物细胞自噬的研究进展

真核生物通过双层膜结构包裹细胞内受损的蛋白、细胞器或外源物质, 经溶酶体(或液泡)将内含物降解并进行循环利用, 这种高度保守的生物学过程称为自噬。活性氧是细胞有氧代谢的副产物, 作为一种信号分子广泛参与不同生物学过程的调控。研究表明, 真核生物中自噬与活性氧之间存在密切联系。该文结合近年的研究进展, 对植物细胞中活性氧的种类及作用和自噬的分子机制等进行概述, 旨在探讨活性氧对自噬的调控作用。     

自噬与椎间盘退变关系的研究进展

自噬是一种将细胞内受损、变性、衰老的细胞器或蛋白质运输到自噬溶酶体中进行降解、循环与再利用的生物学过程。近年来研究发现,细胞自噬存在于多数退行性疾病中,其中包括骨性关节炎以及椎间盘退变(intervertebral disc degeneration,IDD)。椎间盘退变是各种退行性脊柱疾病的病理基础,是导致下腰痛的主要原因。有研究发现,在退变的椎间盘细胞中存在不同水平的自噬,但是椎间盘退变中自噬的确切作用目前仍然存在争议。因此有必要深入了解髓核细胞自身的自噬作用及其对细胞生存的影响,这对退行性椎间盘疾病的预防和治疗具有重要的临床意义。该文概要地介绍了自噬作用和过程的最新研究进展,并着重总结自噬与椎间盘退变的关系。     

乙肝病毒感染对细胞基本自噬的影响

【目的】慢性乙肝病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染在肝硬化和肝癌的发生过程中起着重要的作用,通过研究HBV感染对细胞基本自噬的影响,为HBV感染诱发肝癌以及HBV的免疫逃逸机理研究提供新的思路。【方法】本研究利用乙肝病毒表达质粒瞬时或稳定转染不同肝细胞,通过计数绿色荧光蛋白(greenfluorescent protein,GFP)聚集数目检测自噬小体形成,western blot检测LC3(microtubule-associated proteinlight chain 3,微管相关蛋白质轻链3)脂酰化和p62的降解,通过构建HBV B型和C型X蛋白(HBx)的表达质粒并瞬时转染肝癌细胞和正常肝细胞,对不同基因型X蛋白对细胞自噬的影响进行了分析。【结果】乙肝病毒感染后促进了LC3的脂酰化和p62的降解,增加了自噬小体的形成,增强了细胞的基本自噬。进一步研究发现,HBV感染增强的细胞基本自噬水平由HBx所引发,且C型HBx比B型对细胞基本自噬的增加更加显著。【结论】HBV通过HBx增强细胞的基本自噬,且不同基因型HBx对细胞基本自噬的增强程度不同,为进一步阐明HBV感染机理奠定了基础。     

线粒体自噬在肿瘤发生发展中的双重作用

线粒体自噬(mitophagy)是一种选择性的宏观自噬形式,线粒体被自噬溶酶体选择性地靶向降解。线粒体自噬用于去除功能失调的线粒体以减轻氧化应激和预防癌的发生,然而,线粒体自噬不仅仅局限于功能失调的线粒体的更新,而且在一些不利条件下(营养供应不足和缺氧)可促进肿瘤细胞的存活,保护细胞免于凋亡或坏死。因此,线粒体自噬是控制癌细胞质量的关键因素。鉴于线粒体自噬的重要作用,越来越多的研究关注线粒体自噬的调控机制,其调控机制主要是相关通路蛋白,同样,药物也能调控线粒体自噬。本文将会从线粒体自噬在肿瘤发生中的双重作用及其调控机制这三方面进行综述,旨在为肿瘤治疗提供新的方向。     

ULK1蛋白激酶通过自噬及非自噬途径介导的生理、病理和疾病研究进展

ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1)是一种哺乳动物丝/苏氨酸激酶,其作为自噬起始复合物的关键分子可介导细胞发生经典自噬反应。经典自噬反应是细胞通过由一系列自噬相关蛋白质介导的自噬溶酶体途径,将废弃或受损的蛋白质、细胞器经过自噬体的包裹后与溶酶体结合,继而使蛋白质、细胞器在溶酶体内降解。因此, ULK1介导的经典自噬反应是细胞质量控制的重要组成部分。除了介导经典自噬反应以外,ULK1也发挥着独立于自噬反应之外的重要作用,比如:促进细胞凋亡、强化磷酸戊糖途径、调控固有免疫反应等。此外, ULK1在糖脂代谢、红细胞形成、内质网应激、肿瘤、神经系统疾病中也发挥着重要作用。鉴于ULK1的重要性,本综述围绕ULK1蛋白激酶参与的经典自噬反应和不依赖自噬的反应及其介导的生理、病理和疾病过程展开论述。     

受体酪氨酸激酶对自噬的调控及其研究进展*

自噬是真核生物进化上保守的溶酶体降解的生物学过程,在维护细胞内的稳态、消除有害组分等方面起到了重要作用。受体酪氨酸激酶家族(receptor tyrosine kinase,RTKs)是一类激酶蛋白,在正常细胞和癌症细胞的运动和侵袭中起着重要作用。RTKs蛋白既能促进自噬,也能抑制自噬。研究显示,RTKs能够在肿瘤和相关疾病中发挥自噬作用,比如表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)可以抑制自噬,从而促进肿瘤生长、增殖;还能通过RTK/Ras/ERK信号通路诱导自噬,进而参与诸如细胞免疫反应之类的相关疾病。主要综述了RTKs对自噬的调控作用和相关研究成果,为靶点靶向疗法的理论依据提供了基础。     

PFKFB3参与了11'-deoxyverticillin A(C42)诱导的HeLa细胞自噬和凋亡

摘要:【目的】明确糖酵解调节基因PFKFB3参与11-脱氧轮枝菌素A(11'-deoxyverticillin A,C42)诱导HeLa细胞自噬和凋亡中的作用。【方法】利用电镜、荧光显微镜、蛋白免疫杂交、转染、MTS 活性检测、siRNA干扰、定量RT-PCR等对C42处理的HeLa 细胞自噬和凋亡情况进行了检测。【结果】C42能够引起HeLa细胞不同的死亡。敲降自噬关键基因BECN1或LC3后,明显增加PARP-1的切割和促进C42引起的细胞活性丢失。尽管高浓度C42能更明显地抑制细胞增殖,但却不能增加细胞的自噬流;C42促进的自噬能被糖酵解调节基因PFKFB3的抑制剂所降低;而过量表达糖酵解调节基因PFKFB3能促进细胞自噬。【结论】糖酵解调节基因PFKFB3直接参与了C42诱导的HeLa细胞自噬,这种自噬的发生抑制了其诱导的细胞凋亡。     

磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)参与了曲格列酮诱导的HeLa细胞自噬和凋亡

【目的】明确磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)在细胞自噬和凋亡中的作用。【方法】利用电镜、荧光显微镜、蛋白免疫杂交、siRNA干扰、流式细胞计数、MTS细胞活性检测等对曲格列酮(troglitazone,TZ)处理的HeLa细胞自噬和凋亡情况进行了检测。【结果】不同检测方法均表明TZ增加了HeLa细胞的自噬,这种自噬的发生伴随着AMPK的磷酸化的降低;抑制AMPK增加基础细胞自噬,而阻断了TZ引起的自噬标记物LC3-II的增加,同时也减少了TZ引起的凋亡分子PARP的切割;用自噬抑制剂3-MA和干扰细胞自噬基因,不仅PARP的切割明显地受到抑制,而且也部分阻断了TZ引起的细胞活性丧失。【结论】AMPK直接参与了TZ引起的HeLa细胞自噬过程,这种自噬发生促进了其诱导的细胞凋亡。     

自噬对氧化应激引起的脊髓神经元细胞损伤的作用及其机制

氧化应激是脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后脊髓神经元细胞继发性损伤的重要机制,但是如何缓解氧化应激目前仍然不明确。该文培养SD(Sprague Dawley)大鼠原代脊髓神经元细胞,使用不同浓度的H-2O_2作用于神经元细胞12 h后,Western blot检测LC3-II、Beclin-1和P62蛋白质水平变化,分析自噬水平,电镜和绿色荧光蛋白标的记微管相关蛋白轻链3(green fluorescent proteinmicrotubule-associated protein 1 light chain 3,GFP-LC3)转染观察自噬的数量。ATG5 si RNA转染抑制自噬和雷帕霉素(rapamycin)促进细胞自噬,并使用CCK-8和TUNEL(terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated d UTP-biotin nick end labeling)染色分析自噬对氧化应激下神经元细胞的作用。结果显示,随着H-2O_2浓度增加,LC3-II和Beclin-1蛋白质水平显著升高,而P62蛋白质水平显著下降(P0.05)。透射电镜和共聚焦观察发现,10、50μmol/L H-2O_2可以增加神经元细胞中自噬体的数量。与对照组比较,H-2O_2明显抑制神经元细胞的活力(P0.05),ATG5 si RNA抑制自噬水平后,H-2O_2作用下的细胞活力进一步下降,而雷帕霉素促进自噬后却可以提高细胞的活力(P0.05)。TUNEL和膜联蛋白V/PI(annexin V/PI)染色结果发现,雷帕霉素可以抑制H-2O_2引起的神经元细胞凋亡(P0.05)。该研究结果提示,脊髓神经元细胞处于氧化应激状态下时,自噬代偿性激活并保护神经元细胞。