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。     

运动调控衰老骨骼肌UPRmt和线粒体自噬互作的机制

衰老性肌萎缩中的线粒体功能障碍与线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,UPRmt)和线粒体自噬构成的线粒体质量控制(mitochondrial quality control, MQC)的损伤密切相关。线粒体质量控制是线粒体维持内环境稳态的保护机制，其中UPRmt和线粒体自噬分别负责受损线粒体的修复和清除。UPRmt应对未折叠蛋白应激，维持线粒体和细胞蛋白质稳态，延长寿命并调节代谢重构，而线粒体自噬选择性地去除受损严重的线粒体，两者共同维护线粒体稳态。本文总结UPRmt与线粒体自噬的互作、衰老骨骼肌UPRmt与线粒体自噬的变化和运动逆转衰老骨骼肌UPRmt和线粒体自噬的机制，重点总结运动源的活性氧(reactive oxygen species, ROS)调控UPRmt与线粒体自噬互作的信号通路研究进展，并为衰老性肌萎缩进程中线粒体质量控制的维持提供参考。     

核糖体相关质量控制与核糖体自噬研究进展

细胞中蛋白质处于不断合成和降解的动态更新过程中,其稳态与细胞功能密切相关。细胞中存在多种蛋白质质量控制（protein quality control,PQC）机制来监测蛋白质合成和降解过程的异常,以确保蛋白质组的完整性和细胞适应性。核糖体是细胞内数量最多的细胞器,系细胞内蛋白质合成的主要场所。现已明确,核糖体相关质量控制（ribosome-associated quality control,RQC）与核糖体自噬能通过溶酶体依赖和非依赖途径调节细胞内核糖体数量及功能以维持蛋白质稳态,从而增强细胞在应激状态下的适应能力。RQC失调、核糖体自噬障碍则参与多种疾病的发生及发展过程,靶向RQC和核糖体自噬可能成为防治多种疾病的有效手段。本综述聚焦核糖体相关的PQC途径,并进一步讨论了它们在蛋白质稳态维持中的重要地位及其在人类疾病发生发展中的潜在作用。     

蛋白质动态平衡网络维稳机制的研究进展

蛋白质是构成生命体的基础,其在体内有多种存在形式,而这些形式之间如何维持动态平衡对细胞发挥正常功能来说至关重要。诸多因素会影响蛋白质稳态,包括一些内外源性的刺激、翻译过程中出现的问题以及一些调控因子的作用等。当错误折叠的蛋白在细胞中不断积累时,会导致蛋白质稳态失衡并无法发挥正常功能进而引发相关疾病。同时在错误发生后,机体的许多“监控”就会感知这些异常,并通过多种途径来帮助蛋白质维持稳态。本文旨在综述蛋白质动态平衡网络之间错综复杂的关系,以及各种因素在其中发挥的主要作用,并为一些由蛋白合成异常导致疾病的研究等提供新的思路。     

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。     

蛋白质乙酰化修饰对自噬的调控作用

自噬是一种依赖于液泡或溶酶体,从酵母到人类都高度保守的物质降解途径,其在维持细胞稳态过程中起重要作用.自噬功能的异常与人类多种重大疾病如神经退行性疾病、代谢性疾病及恶性肿瘤的发生发展密切相关.作为维持生物体内稳态平衡的重要生物学过程,细胞自噬的发生受到精密的调控.乙酰化修饰作为一种可逆的蛋白翻译后修饰(post-tra...     

雷帕霉素靶蛋白与自噬在衰老中的交互作用

衰老是一个非常复杂的过程,与细胞和组织中累积的各种大分子（DNA、蛋白质和脂质）损伤密不可分,并且是由细胞中不同的信号通道共同调控的结果,而雷帕霉素靶标途径就是其中的一种。该途径整合了各种来自细胞内外的信号以调控细胞的生长、增殖和代谢。越来越多证据表明,雷帕霉素靶蛋白（target of rapamycin,TOR）控制着细胞和组织老化的速度,影响着整个机体衰老过程。另外TOR参与调控自噬的发生,而自噬能使生物大分子和细胞器降解并回收重复利用。多种生物模型研究发现,衰老其实是与自噬的不足有关联。本文对TOR和自噬在衰老过程中的作用和相互关系进行综述,为发展与老年疾病相关的新型治疗方法提供思路。     

p62与蛋白降解途径的研究进展

p62是一种多功能泛素结合蛋白,参与泛素蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)和自噬-溶酶体系统两种蛋白降解过程。p62作为一种信号转导途径中的支架和适配子蛋白,其分子结构中的多个功能结构域可与其它蛋白质相互作用,介导多种细胞功能,特别是在细胞的选择性自噬和细胞抗氧化反应中发挥重要作用,因而p62与许多疾病的发病机制密切相关。本文主要综述p62的结构特征及其与UPS和自噬的相互关系,旨在为相关领域的研究提供参考。     

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。     

自噬与疾病

自噬是细胞的一个重要生物学功能。细胞通过对自噬底物的识别、自噬囊泡的形成,再经过与溶酶体的融合,清除老化细胞器以及降解长周期蛋白和异常积聚蛋白。因此,自噬在蛋白质的代谢、细胞器更新以及组织发育中有着重要作用,其功能调控直接参与了机体对细胞稳态的维持     

生物体内蛋白质降解系统的研究进展

生物体细胞内外多数的蛋白质处于极其稳定的动态平衡中,蛋白质的降解与合成是维持这种动态平衡的两种重要的代谢方式。胞内蛋白质的降解主要有两种途径:自噬和泛素-蛋白酶体系统。自噬是一种由溶酶体参与的对生物细胞内多余或异常蛋白质的降解途径,主要包括由分子伴侣介导的自噬、巨自噬和微自噬三种类型。泛素-蛋白酶体系统是一种非常复杂的蛋白质降解途径,具有高度的特异性,参与并调控细胞信号传递、免疫应答等绝大多数的生命活动。研究表明,多数疾病的发生与生物体内蛋白质的降级系统机能紊乱有关。因此,本文综述了生物体细胞内外蛋白质降解的两种途径及其机制,并总结了其病理学意义及研究进展。     

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。     

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。     

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。     

跨组织线粒体应激信号交流调控机体衰老研究进展

线粒体内蛋白质稳态的平衡对于细胞正常的生理功能非常关键。线粒体蛋白稳态失衡时,细胞会启动应激反应机制,即线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,UPRmt),修复线粒体功能,平衡细胞内稳态。尽管线粒体的严重损伤对机体是有害的,但在线虫(Caenorhabditis elegans)、果蝇(Drosophila melanogaste)及小鼠(Mus musculus)中都有研究表明线粒体的轻微损伤可以通过激活UPRmt,促进寿命延长。有趣的是,在没有直接经历线粒体损伤的细胞或组织中,UPRmt也能以非自主方式被诱导。不同组织间可以通过名为“mitokine”的细胞因子进行UPRmt的跨组织调控,系统性地协调机体整体的压力适应能力和抗衰老能力。该调控机制与衰老相关神经退行性疾病、癌症等多种疾病密切相关,近年来有关研究与日俱增。本文系统总结了线粒体应激及其组织间通讯的机制,并介绍了跨组织线粒体应激交流信号“mitokine”调控衰老进程的最新研究进展,以期为跨组织信号调控和机体衰老等研究提供参考。     

自噬对间充质干细胞的生物学作用研究进展

自噬是细胞器或蛋白质受损、变性、衰老时,通过溶酶体途径运输到溶酶体区进行降解、循环与再利用的生物学过程。作为主要的细胞内降解和循环途径,自噬在正常细胞和组织发育过程中对于维持和重塑细胞稳态至关重要。间充质干细胞(MSCs)是一种具有自我更新能力的多能祖细胞,并可以分化成新的组织,因而在再生医学中具有一定的应用潜能,且在多种退行性疾病的生物学治疗中显示出重要效果。自噬可以影响MSCs的干性维持及干细胞的分化。本文就自噬对MSCs的生物学作用研究进展进行综述。     

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。     

细胞衰老与细胞自噬的生物学关联及其意义

细胞衰老是指细胞生理功能的衰减,包括增殖能力下降、细胞周期停滞、对促凋亡应激不敏感、衰老相关基因和蛋白表达增加,伴有形态学衰老改变,渐趋死亡的现象,其至少可分为复制性衰老和应激诱导的衰老。细胞自噬属于细胞＂自食＂现象,是细胞依赖溶酶体的分解代谢过程,能降解受损蛋白、衰老或损伤的细胞器等细胞结构,可被多种应激所触发。细胞自噬的典型特征是形成自噬体并呈递给溶酶体,该过程在蛋白质和细胞器质量控制中起基础作用并维持了细胞能量的稳态。最新研究表明,自噬与细胞衰老密切相关,参与蛋白酶和自噬相关调节的BAG蛋白家族中BAG3/BAG1比值在复制性衰老时增高,且BAG3在细胞衰老时能介导自噬的激活。在Ras诱导的细胞衰老进程中亦可观察到较高的自噬活性。再者,自噬作为生物机体抗衰老的效应因子的遗传学证据已在低等真核生物中发现。还有研究证实,作为人类精液主要组分的亚精胺能够触发组蛋白H3脱乙酰基作用,此改变上调了自噬相关转录物的表达,继而引发自噬活性增强,从而延缓了多种细胞的衰老进程。另有研究显示,在P53/Arf的正常调节下,小鼠的衰老进程得以延缓,而Arf在细胞自噬过程的调节中亦是不可或缺的。总之,自噬活性的改变影响细胞衰老进程并可作为细胞衰老新的效应机理。     

细胞自噬在干细胞中的研究进展

干细胞具有自我更新和分化成其他细胞类型的能力。一些因素如衰老和抗癌治疗等会引起毒性蛋白和受损细胞器在干细胞中堆积,严重影响干细胞的功能。细胞自噬是一条依赖溶酶体的蛋白质降解途径,负责清除胞质内异常的蛋白质聚集体和失去功能的细胞器,在维持细胞内稳态方面发挥重要的生理功能。近年来的研究表明,细胞自噬对干细胞功能的维持非常重要,综述了细胞自噬的分子机制及其在干细胞中的作用的研究进展。     

溶酶体途径在细胞自噬过程中的功能意义

溶酶体具有高度保守的异质性,是细胞自噬的关键细胞器。细胞质中的蛋白质和细胞器最终在溶酶体降解,故溶酶体在维持细胞结构和功能的平衡方面起着重要生理作用。通过自噬溶酶体途径,细胞可清除某些病原体并参与抗原呈递。细胞自噬与异噬经溶酶体密切联系。自噬过程中溶酶体功能障碍与某些疾病和衰老等相关。对细胞自噬的溶酶体途径及其功能意义作了概述。