LC3脂质化修饰的机制和功能研究进展

LC3(包括LC3/GABARAP蛋白家族所有成员)的脂质化修饰是细胞自噬过程中的关键事件. LC3完成脂质化修饰后,由水溶性形式转化为膜结合形式,在自噬小体的形成、自噬底物的招募和自噬小体-溶酶体融合等阶段均发挥重要作用.包括营养状态和病原菌入侵在内的多种细胞内外刺激信号均可参与调控LC3的脂质化修饰过程.近年来的研究发现,脂质化的LC3不仅可以靶向细胞内双层膜的自噬小体,也可以靶向细胞内多种单层膜结构,如吞噬体和溶酶体等,参与调控细胞的内吞和微自噬等生物学过程.本文将围绕LC3脂质化修饰的机制和功能综述近年来的相关研究进展.     

自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用

自噬是一个通过降解细胞组分如细胞器和蛋白质等以维持细胞存活和功能的重要的溶酶体途径。肝脏作为新陈代谢的中枢器官,肝脏高度依赖于自噬以发挥正常功能并防止疾病发展。肝细胞自噬的改变参与肝损伤,脂肪肝等肝病的病理变化,以自噬为靶点寻求治疗各种肝病的方法已成为热点研究领域,但自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用极其机制尚不清楚。本文对自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用的最新进展进行综述。     

自噬调控白色脂肪细胞棕色化的研究进展

脂肪细胞自噬(autophagy)以脂自噬和线粒体自噬的形式存在。细胞通过脂自噬调节脂质代谢,降低脂毒性并为线粒体活动提供原料;通过线粒体自噬控制细胞数量和质量影响细胞的功能。白色脂肪细胞中脂质过度积累及自噬调控异常引起的炎症,可导致肥胖症及其相关代谢疾病的发生。通过白色脂肪细胞棕色化将储能的白色脂肪细胞转变成产热的米色脂肪细胞是防治肥胖症的策略之一,而白色脂肪细胞棕色化过程需要自噬的调控。就目前有关两种形式的自噬在白色脂肪细胞棕色化中的作用、相关信号通路及自噬调节炎症的研究进展做一综述评论,以期为抗肥胖及其相关代谢性疾病研究提供参考依据。     

运动通过脂噬作用调节脂代谢及其分子机制

脂噬是一种选择性的自噬,可以选择性地识别并降解脂滴,在调节细胞脂代谢、维持细胞内脂质稳态中发挥重要作用。运动能够诱导脂噬,同时也是减控体脂的有效手段。本文将重点介绍运动与肝脏、胰腺、脂肪组织等重要脏器脂噬作用的联系,并总结归纳运动调控脂噬作用的分子机制,为采取运动方式防治脂肪肝、肥胖等相关代谢性疾病提供一种新的思路。     

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.     

运动经FoxO1-脂噬通路缓解ApoE-/-小鼠高脂血症的研究

目的 脂噬是一种针对脂肪的选择性自噬,受FoxO1调控.运动作为调节脂代谢紊乱疾病的有效手段,其在高脂血症的作用是否与FoxO1-脂噬过程有关,目前尚无报道.本研究通过两种运动方式干预高脂血症模型小鼠,检测脂肪组织中脂噬相关指标的变化,以探究运动缓解高脂血症的可能作用机制.方法 选取C57BL/6J小鼠作为野生对照组(...     

固醇调节元件结合蛋白与脂质代谢

固醇调节元件结合蛋白(sterol regulatory element-binding proteins,SREBPs)是脊椎动物细胞脂质稳态的转录调节物,可直接激活多个参与胆固醇、脂肪酸、甘油三酯、磷脂合成和摄取,以及辅助因子NADPH等基因的表达,从而调控胆固醇及脂肪酸等脂类的代谢过程。本文综述了SREBPs转运和活化的过程,以及调节细胞脂质稳态功能的分子机制,并探讨了其在脂代谢紊乱相关疾病发生中的重要作用。     

细胞自噬发生的表观遗传调节

细胞自噬是一种进化上保守的, 通过吞噬降解自身大分子物质或细胞器来维持细胞生存的活动。自噬与多种生命活动息息相关, 其功能的紊乱往往会导致肿瘤发生、神经退行性疾病、微生物感染等疾病。研究表明, 表观遗传修饰可以调控细胞自噬的发生, 并在细胞自噬的生物学功能调节过程中发挥重要作用, 但具体调控机制尚需进一步探究。文章综述了细胞自噬发生过程中存在的表观遗传效应, 包括组蛋白乙酰化对细胞自噬激活或抑制的负反馈调控, 通过DNA甲基化调节自噬相关基因活性来影响细胞自噬的发生, miRNA通过靶向调节自噬相关基因表达来影响组蛋白修饰, 从而调控细胞自噬的发生及作用过程等, 旨在为人们进一步研究细胞自噬发生过程中的表观遗传修饰及其机制提供信息依据。     

自噬在酒精性肝病中的作用

酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)是由于长期大量饮酒引起的慢性肝损伤,其发病机制极其复杂。目前研究认为,乙醇代谢及其一些相关代谢物,例如乙醛和活性氧等的产生,是造成肝细胞毒性的重要原因。由这些物质所引起的细胞氧化应激、炎症反应、线粒体损伤和脂代谢紊乱等是引起肝损伤的重要因素。迄今为止,临床上对于ALD仍然缺乏特效的治疗药物。因此,进一步了解ALD的发生发展机制,针对相关分子开发有效的靶向药物是亟待解决的问题。自噬是真核生物进化保守的一种溶酶体降解过程,通过清除有害的细胞器和大分子物质促进细胞新陈代谢,并维持细胞内环境稳态。众多的研究揭示,乙醇可通过多种途径干扰自噬过程进而加剧酒精性肝损伤。而自噬在ALD的发生发展中发挥重要调控作用,包括清除肝细胞中多余的脂滴和损伤的线粒体以及积累的蛋白质聚合物等。故活化自噬可一定程度上减轻ALD。虽然目前已有较多关于自噬及其与ALD关系的研究,但仍有许多关键问题尚未解决。本文将综述有关自噬及其参与ALD调控的研究进展,同时还将比较与分析不同ALD造模方式对自噬影响及其可能的因素。最后初步探讨基于自噬调控的ALD防治策略,以期为该病治疗提供新思路。     

食源性黄酮类化合物改善脂质代谢作用及其机制研究进展

黄酮类化合物是广泛存在于自然界中的一类多酚类化合物,已被研究证实具有十分广泛的生物活性。近年来,大量研究表明,黄酮类化合物对脂质代谢紊乱具有改善作用,对高脂血症及相关疾病亦有一定的预防和治疗作用。目前认为,黄酮类化合物改善脂质代谢的作用机制主要是通过调节机体对肠道中脂质的吸收和肝脏内脂质代谢过程,其中,固醇调节元件结合蛋白(sterol regulatory element binding proteins,SREBPs)、过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferators activated receptors,PPARs)以及肝脏X受体(liver X receptors,LXRs)这三类核转录因子在这一调控过程中发挥着至关重要的作用。该文综述了食源性黄酮类化合物改善脂质代谢作用及其作用机制,并对其中存在的相关问题进行了初步分析和展望。     

运动与二甲双胍调节肝脏脂代谢的作用机制研究进展

肝脏脂代谢紊乱与2型糖尿病、肥胖症、心血管疾病等多种慢性病密切相关。运动与二甲双胍均可通过作用于不同组织器官调节机体脂代谢,是防治脂代谢异常相关疾病的有效手段。运动可减少肝脏脂质摄入与分泌、降低脂质合成、促进脂肪酸分解,二甲双胍可抑制肝脏糖异生及脂质合成,达到控糖减脂的作用。两者在激活AMPK信号通路、促进肝脏因子分泌方面表现为协同效应,而对线粒体复合物I活性的调节却表现为拮抗效应,两者联合作用于肝脏脂代谢的分子机制有待进一步研究。该文基于运动与二甲双胍调控肝脏脂代谢的生物学机制进行综述,为慢病预防和治疗提供新的思路与策略。     

脂肪组织中自噬信号通路及其功能

细胞自噬是一种真核生物中高度保守的代谢过程,包括巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬等。自噬过程可以清除受损的细胞器,降解糖原、脂类和蛋白质等生物大分子物质,供细胞重新利用,维持细胞内代谢平衡。自噬障碍与多种疾病的病理发生过程息息相关,包括肿瘤、2型糖尿病、肥胖、骨骼肌病以及神经退行性疾病等。脂肪组织是人体脂质储存的重要场所,广泛分布于全身各处,如内脏和皮下等。脂肪组织通过储存冗余脂肪并分泌脂肪因子,防止脂肪的异位堆积和脂毒性的发生,维持机体的脂质稳态。近期的许多研究表明,自噬进程深度参与脂肪细胞的细胞分化与能量代谢。因此,深入探究脂肪组织自噬过程与机体脂质稳态的调控关系,有利于揭示机体脂质平衡的内在机制,为新型药物靶点的开发提供扎实的理论依据和数据支持。本文就近年来关于自噬影响脂肪组织脂质代谢的最新研究进展作一综述。     

microRNAs——脂质代谢调控新机制

综述了近年来microRNAs,尤其是miR-33在脂质代谢调控方面的功能研究进展.脂质代谢在细胞水平进行有规律的调控,主要参与者有肝X受体(LXRs)和固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)等.最近研究发现,非编码RNAs家族成员microRNAs在转录后水平调节脂质代谢相关基因表达,参与胆固醇、甘油三酯和脂肪酸代谢.其中miR-33可靶向沉默三磷酸脂苷结合盒(ABC)转运体家族成员ABCA1和ABCG1,抑制胆固醇流出和高密度脂蛋白(HDL)合成;通过靶向沉默脂肪酸β-氧化相关基因,如CPT1A、CROT和HADHB表达,抑制脂肪酸氧化;还可沉默AMPK和RIP140的表达,影响甘油三酯代谢.其他microRNAs如miR-122、miR-370、miR-125a-5p、miR-27、miR-320等,也参与调控胆固醇、甘油三脂、脂肪酸代谢及脂肪细胞分化.     

自噬在肝再生中的作用

自噬是存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,在肝脏生理和病理过程中发挥着重要作用。肝脏具有强大的再生能力,在受到急、慢性损伤时,残肝细胞将会被激活进入细胞周期进行细胞增殖,以补偿丢失的肝组织和恢复肝功能。文章阐述了各种类型损伤之后的肝再生与自噬的关系。在物理性、酒精、食源性等因素引起的肝损伤中,肝脏通过启动自噬来促进肝再生;在化学性损伤的肝再生模型中,自噬在其中的作用仍然有争议;在病毒感染之后的肝再生中,一些嗜肝病毒（如丙肝病毒和乙肝病毒等）反而利用自噬来促进病毒颗粒复制,抑制肝再生。对自噬和肝再生机制的研究,将有助于进一步阐明再生过程,为治疗肝脏疾病提供新方法。     

Hippo信号通路生物学作用研究进展

Hippo信号通路是20世纪末在黑腹果蝇中进行基因筛选时发现的,该通路受各种生化、物理和结构信号的影响,调控细胞生长、分化,组织和器官发育以及内环境稳态等基本生物学过程。研究表明Hippo信号通路失调会引起一系列疾病的发生。本文阐述了目前Hippo信号通路在胚胎发育、器官和组织稳态调节、肿瘤的发生发展和细胞自噬等一系列生物学过程以及靶向治疗中的研究进展,其中Hippo信号通路通过细胞自噬来维持机体细胞内环境稳态成为新的研究热点。对该通路的功能和调控机制的深入研究也为组织器官修复再生医学及癌症治疗提供参考。     

麻疹病毒属相关自噬的研究进展

自噬是一种复杂的细胞内生物学过程,受众多基因调控,存在复杂的调控网络,在不同组织器官、生理和病理状态所起的作用也不同。对20多个病毒科的50多种DNA或RNA病毒的研究发现自噬是把双刃剑,但在研究麻疹病毒属病毒自噬相关内容时发现自噬有利于病毒的复制与传播,并且H和F蛋白在麻疹病毒属诱导自噬方面发挥着重要作用。麻疹病毒能够通过RNA病毒诱导自噬的关键调控分子IRGM诱发自噬,并且CD46作为麻疹病毒属的受体分子,在诱导自噬发生方面发挥了至关重要的作用。此外,麻疹病毒属病毒诱发的自噬与其引起的免疫抑制之间可能存在密切关系。本文为麻疹病毒属的免疫学研究提供了参考。     

POMC神经元自噬与脂质体自噬

正机体脂肪动员产热,不仅依赖于脂肪酶系统,"脂质体自噬"(lipophagy)亦密切参与其中。机体重要的脂肪酶包括:脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)和激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL),二者均可促进"脂滴动员"(lipid droplet mobilization),提高脂质分解代谢水平。最近,美国爱因斯坦医学院Nuria Martinez-Lopez等研究人员发现:"自噬相关蛋白"介导的脂质体自噬亦参与脂滴动员,而且,该过程受下丘脑代谢神经元的调控。     

脂滴包被蛋白2在动脉粥样硬化中的作用

动脉粥样硬化性心血管疾病严重威胁着人类生命健康,其中脂质代谢异常和炎症反应是其重要的发病机制。脂滴是细胞内储存脂质的一种亚细胞器,其表面存在多种脂滴包被蛋白,参与调控脂质动态平衡。脂滴包被蛋白2(Plin2)作为脂滴包被蛋白的一种,在脂质代谢的调节、脂肪酸的氧化及炎症反应等多种生理功能中发挥重要作用。近年来,越来越多的研究发现Plin2在动脉粥样硬化的发生发展中扮演着重要的角色。因此,本文主要综述Plin2在胆固醇代谢、脂质合成、自噬和炎症反应等过程中发挥的作用,进一步阐述其与动脉粥样硬化之间的关系。     

N6-腺苷酸甲基化修饰在脂质代谢紊乱疾病中调控作用研究进展

脂质代谢是一个复杂的生理过程,与营养调节、激素平衡和内分泌作用密切相关,它涉及多种因子和信号转导通路的互作。脂质代谢紊乱是诱发多种疾病的主要机制之一,如肥胖症、糖尿病、非酒精性脂肪肝病、肝炎、肝细胞癌及其并发症等。目前越来越多的研究发现RNA上发生的N⁶-腺苷酸甲基化(N⁶-adenylate methylation, m⁶A)“动态修饰”代表了一种全新的“转录后”调控方式,mRNA、tRNA、ncRNA等均可发生m⁶A修饰,m⁶A修饰异常调控基因表达变化和可变剪切事件发生。据最新文献报道,m⁶ARNA修饰参与了脂质代谢紊乱的表观遗传学调控。本文基于脂质代谢紊乱诱发的主要疾病,综述m⁶A修饰在其发生和发展中的调控作用。这些发现从表观遗传学的角度为进一步深入研究脂质代谢紊乱发病的潜在分子机制提供了依据,为相关疾病的卫生预防、分子诊断和治疗提供参考。     

脂多糖通过mTOR途径抑制肝细胞脂质自噬

本研究旨在探讨脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)对肝细胞脂质自噬的影响及其机制。体外培养人肝癌细胞株HepG2,用0.1 mmol/L软脂酸(palmitic acid, PA)负荷,分为对照(0μg/mL LPS)组、LPS (10μg/mL)组、LPS+DMSO组、LPS+雷帕霉素(rapamycin, RAPA, 10μmol/L)组。油红O染色观察HepG2细胞内脂质积聚情况;自噬双标腺病毒mRFP-GFP-LC3转染细胞后激光共聚焦显微镜观察细胞自噬流;通过氟硼二吡咯BODIPY 493/503荧光染料和溶酶体标记物溶酶体关联膜蛋白1 (lysosomal associated membrane protein 1, LAMP1)进行脂滴和溶酶体的共定位,反映细胞内脂质自噬水平;Western blot检测哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)、p-mTOR、核糖体S6激酶1 (ribosome protein subunit 6 kinase 1,S6K1)、p-S6K1、LC3II/I、P62蛋白表达。结果显示,与对照组相比,LPS组细胞油红O染色红染脂滴增加,自噬体增加,自噬溶酶体明显降低,LAMP1/BODIPY共定位率降低(P 0.05),p-mTOR/mTOR、p-S6K1/S6K1和LC3II/LC3I比值升高,P62蛋白表达增加(P 0.05)。加入RAPA干预后,与LPS+DMSO组相比,自噬体减少,自噬溶酶体明显增加,LAMP1/BODIPY共定位率升高(P 0.05),肝细胞油红O染色红染脂滴减少(P 0.001)。综上,LPS通过激活mTOR通路抑制HepG2细胞脂质自噬,从而加重细胞内脂质积聚。