Beclin 1对凋亡和自噬的调控作用

Beclin 1是自噬关键调控蛋白之一,参与自噬体膜形成.近期,大量研究结果指出, Beclin 1是caspase家族蛋白酶的全新底物,可被caspase剪切.剪切后的Beclin 1失去自噬调节功能,转而加剧凋亡进程.因而,Beclin 1对细胞凋亡和自噬起着重要的调控作用. 本文主要对细胞凋亡和自噬的相关性,以及Beclin 1在两通路中的调控作用进行了回顾与总结.在此基础上,进一步讨论了Beclin 1与人类疾病如肿瘤、神经系统退行性疾病的关联.最后,简要介绍了实验室常用于Beclin 1研究的工具.     

谷氧还蛋白1调节高糖诱导的心肌细胞自噬

谷氧还蛋白1（Grx1）在体内具有广泛的抗氧化、抗凋亡作用,与氧化应激损伤导致的糖尿病和心肌病等多种疾病的发病机制密切相关. 研究表明,糖尿病心血管病与自噬调节异常密切相关,但糖尿病心血管病变时自噬水平如何调节才能够保护受损的心肌还尚未定论.为研究自噬在高糖诱导心肌细胞凋亡中的作用及其与Grx1的关系,以明确Grx1对高糖诱导的心肌细胞凋亡的抑制作用及相关机制,本研究以高糖诱导大鼠心肌细胞H9c2建立高糖损伤模型,采用氧化还原蛋白免疫印迹法检测蛋白质的氧化水平.免疫印迹检测活性caspase 3蛋白和自噬蛋白Beclin1和LC3以及抗凋亡蛋白Bcl 2的表达水平.研究发现,高糖可诱导蛋白质的氧化水平增加,而Grx1可拮抗高糖诱导的H9c2细胞中蛋白质的氧化.并且含血清的高糖（25和50 mmol/L）作用H9c2心肌细胞后,自噬蛋白Beclin 1表达水平在6～48 h显著上调.同时发现,活性caspase 3水平也呈时间依赖性表达上调,caspase 3和自噬蛋白表达水平的同趋势增加,说明升高的自噬水平与心肌细胞凋亡的调节有关.Grx1保护组的自噬蛋白及活性caspase 3表达水平均显著下调,Grx1抑制剂镉组可拮抗Grx1调节的自噬蛋白和凋亡蛋白水平,说明Grx 1通过抑制自噬及caspase 3水平抑制高糖诱导的心肌细胞凋亡.以上研究结果提示,通过提高Grx1/GSH抗氧化系统功能,调节氧化还原稳态,可以有效减少高糖诱导的心肌损伤,保护糖尿病心脏功能.     

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.     

自噬通路中mTOR、Beclin1与肿瘤关系研究的最新进展

自噬是维持细胞存活、分化、生长和稳态所必须的一种溶酶体降解途径(Levine and Kroemer,2008)。最近的大量研究证实自噬与多种肿瘤细胞的恶性转化和肿瘤细胞的生长有关。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)和自噬相关基因Beclin1与细胞自噬关系密切,其可通过调节细胞自噬活性而在肿瘤的发生发展过程中发挥重要的作用。目前,有关肿瘤细胞自噬性死亡的研究受到越来越多人的关注,它很可能成为肿瘤治疗的新靶点。因此,深入研究m TOR、Beclin1在调控自噬过程中与肿瘤的发生发展关系可能对临床上有关肿瘤治疗方面的研究有重要意义。本文现就对自噬通路中m TOR、Beclin1与肿瘤关系的研究进展作一简要概述。     

Beclin1-Vps34在自噬发生发展中的作用

自噬是一种关于长寿蛋白质和缺陷细胞器降解且溶酶体依赖的细胞代谢过程,对于维持细胞稳态和避免细胞衰老至关重要。最新研究表明,Beclin1-Vps34复合体既参与自噬调控又在肿瘤的形成及发展中起关键作用。该文综述了不同Beclin1-Vps34作用分子及其如何促进或抑制自噬,简介了以Beclin1-Vps34为靶标的癌症治疗最新研究进展,并提出了其未来发展的新方向。     

抑制Beclin1促进H2O2诱导的神经胶质瘤U251细胞凋亡

氧化应激能够引起细胞自噬和凋亡同时发生,但其中细胞自噬的作用仍不十分明确,研究表明Beclin 1作为调节前自噬体形成的关键基因,参与了胶质瘤氧化应激的损伤过程.为了探讨自噬在H2O2引起的神经胶质瘤U251细胞损伤中的作用,本文应用真核细胞转染技术将Psilencer3.1-siRNA-Beclin 1重组质粒转入人...     

自噬与肿瘤耐受的关系

肿瘤是机体在各种致癌因素作用下,局部组织的某一个细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控,导致其克隆性异常增生而形成的新生物。目前化疗和放疗是其治疗的重要手段,但一直以来,耐受性的产生成为肿瘤治疗的主要障碍。自噬是一种进化保守的溶酶体依赖的自身降解途径,越来越多的证据表明肿瘤的耐受性与自噬有关:放疗和化疗可以诱导保护性自噬的产生,帮助肿瘤细胞逃避凋亡途径。其机制可能与PI3KAkt-mTOR通路、Beclin 1、ATP、p53等有关,深入了解自噬与肿瘤耐受性之间的调控不仅为克服肿瘤细胞耐受性提供了靶点,也为自噬与凋亡关系的研究提供了线索。     

自噬在TXNIP过表达诱导的INS-1胰岛细胞凋亡中的作用

硫氧还蛋白相互作用蛋白(thioredoxin interacting protein,TXNIP)是内源性硫氧还蛋白结合抑制蛋白,在糖尿病患者血清和组织中均高表达。本研究观察TXNIP过表达对正常糖脂浓度下培养的INS-1细胞自噬水平的影响,并分析自噬在TXNIP诱导的细胞凋亡中的作用。常规培养的INS-1胰岛细胞分为正常培养组、空病毒(Ad-eGFP)组和TXNIP过表达(Ad-TXNIP-eGFP)组,后两组转染相应腺病毒,48 h后测定TXNIP mRNA和蛋白的表达情况;用Western blot检测各组自噬相关的Beclin-1、LC3和P62的蛋白表达情况,以cleaved caspase 3/caspase 3比值和流式细胞术检测各组细胞凋亡情况;用IF/ICC法检测各组细胞内自噬体数量的变化。结果显示,与Ad-eGFP组相比,Ad-TXNIP-eGFP组TXNIP mRNA和蛋白表达量均明显升高;与Ad-eGFP组相比,Ad-TXNIP-eGFP组LC3-II/LC3-I比值和Beclin-1蛋白表达水平升高,P62蛋白表达降低,自噬体荧光强度增强,细胞凋亡率升高,cleaved caspase 3/caspase 3比值上升。使用自噬抑制剂3-MA干预后,与TXNIP过表达组相比,TXNIP过表达+3-MA组自噬明显受到抑制,同时凋亡明显减轻。以上结果提示,在正常糖脂浓度培养下的INS-1细胞过表达TXNIP可以通过诱导自噬促进细胞凋亡。     

抑癌基因p53与细胞自噬

细胞自噬(autophagy)是一种在进化上高度保守的代谢通路,它发生的分子机制和信号调控途径相当复杂,其中mTOR信号通路和Beclin1复合物发挥了最重要的调控作用,p53也是细胞自噬重要的调节因子。研究发现,p53可通过多种途径调节细胞自噬水平,这主要决定于它的亚细胞定位。在细胞核中,p53可通过多种方式上调细胞自噬;而在细胞质中,p53对细胞自噬具有负性调节作用,可抑制细胞自噬的发生。探究清楚p53与细胞自噬之间的调控关系将有助于人类正确认识由于细胞自噬功能异常所诱导的肿瘤的发生发展过程,从而最终攻克各种肿瘤性疾病。     

甘草酸对巨噬细胞抗绵羊肺炎支原体感染的调控作用研究

为观察甘草酸在小鼠巨噬细胞系RAW264.7抗绵羊肺炎支原体(Mycoplasma ovipneumoniae,MO)感染中的作用,实验利用CCK-8细胞活性检测找到最佳甘草酸处理浓度;检测甘草酸对受MO感染的巨噬细胞活性的影响。流式细胞仪检测甘草酸对RAW264.7巨噬细胞生长周期的影响;ELISA检测甘草酸对受MO感染的巨噬细胞分泌TNF-α的影响;Western blot检测细胞凋亡因子Bax、Bad的表达情况。RT-PCR检测凋亡和自噬相关基因的表达情况。结果显示,浓度为12μmol/L的甘草酸显著升高RAW264.7的活性(P=0.012 9),且处于G1期的细胞数减少,G2期的细胞数增加。甘草酸(12μmol/L)可提高受MO感染的RAW264.7的增殖率(P=0.034 0),培养上清中TNF-α含量升高(P=0.015 2),巨噬细胞中促凋亡蛋白Bax表达量增加,但基因caspase 3和caspase 9的表达量显著下调(P<0.000 1),自噬相关基因Atg 7和Beclin 1表达量显著升高(P<0.000 1)。结果提示在MO感染巨噬细胞引起免疫抑制的情况下,甘草酸可通过促增殖、抑凋亡、促进TNF-α的表达、增加自噬来起到免疫调控作用。     

RNA干扰抑制Beclin1基因对裸鼹鼠成纤维细胞增殖与凋亡的影响

目的应用RNA干扰技术抑制自噬调控基因Beclin 1的表达,检测Beclin 1表达对裸鼹鼠皮肤成纤维细胞增殖与凋亡的影响以及p53、BAX、Bcl2等基因表达的影响。方法分别检测裸鼹鼠成纤维细胞经饥饿、H_2O_2刺激等处理后Beclin 1的表达,然后采用设计的Beclin l基因的干扰RNA及阴性对照分别瞬时转染裸鼹鼠成纤维细胞。采用real-time PCR及Western blot法检测沉默效果后,采用CCK-1实验检测沉默后细胞增殖活性,流式细胞仪检测细胞凋亡情况,然后采用Western blot检测相关基因蛋白表达水平。结果饥饿与H_2O_2刺激均能导致Beclin 1表达水平的改变。采用gene expresso转染试剂对裸鼹鼠皮肤成纤维细胞转染效率可达到90%以上,real-time PCR及Western blot结果显示所设计的Beclin 1 siRNA可有效降低Beclin 1的表达。Beclin 1基因沉默后,裸鼹鼠皮肤成纤维细胞增殖抑制率均显著高于对照组,细胞早期凋亡与晚期凋亡率均显著升高,同时p53、BAX、Bcl2、LC3B、p-AKT、m TOR等表达量下降。结论 Beclin 1在裸鼹鼠成纤维细胞抵抗饥饿、H_2O_2刺激等过程中表达量显著变化,同时抑制Beclin 1的表达,可抑制裸鼹鼠细胞增殖,促进其凋亡,这提示Beclin 1基因对裸鼹鼠自噬、增殖、凋亡起到调控作用。     

自噬的调控通路和肿瘤

自噬是指胞浆内大分子物质和细胞器在膜包囊泡中大量降解的生物学过程,其具有独特的分子机制、形态改变和特有的调控通路,作为各种调控通路交汇点——mTOR复合体和Beclin1复合体发挥了至关重要的作用。对于人体而言,自噬具有维持细胞自我稳态,促进细胞生存的作用,然而,过度自噬则可以引起细胞死亡即＂自噬性细胞死亡＂。相关研究表明,自噬的这种特点与肿瘤的发生密切相关。对于肿瘤,自噬作用好似一把双刃剑,既促进其发生又抑制其形成。     

CHOP双重调控衣霉素诱导的DU-145细胞凋亡及自噬的研究

目的研究内质网应激分子CHOP调控细胞凋亡与自噬的作用和机制。 方法利用衣霉素诱导DU-145细胞产生内质网应激,Western Blot法检测内质网应激相关分子Grp78、Grp94、p-eIF2α和CHOP及自噬蛋白LC3Ⅱ、Atg5和Beclin1的表达;用流式细胞术检测细胞凋亡水平;沉默CHOP基因,用Western Blot法检测凋亡蛋白PARP、Caspase3的表达,流式细胞术检测细胞凋亡;并利用免疫荧光检测自噬标志性蛋白LC3B的表达。 结果衣霉素诱导DU-145细胞内质网应激能诱导一定程度的细胞凋亡,衣霉素处理8、12、24?h的细胞凋亡率分别为3.27﹪±1.02﹪,8.97﹪±0.71﹪和11.67﹪±1.41﹪,处理12?h及24?h的细胞凋亡率与对照组相比差异具有统计学意义（P < 0.01）。同时也能通过抑制PI3K/AKt/mTOR信号通路激活DU-145细胞自噬。CHOP基因沉默抑制细胞凋亡,shCtrl组细胞凋亡率为32.17﹪±3.93﹪,shCHOP-1组细胞凋亡率为23.53﹪±3.41﹪,两组相比差异具有统计学意义（P < 0.05）。且CHOP基因沉默能促进细胞自噬分子LC3B的表达。 结论衣霉素诱导DU-145细胞内质网应激状态下,CHOP在细胞凋亡与自噬之间发挥双重调控作用。     

神经胶质瘤U251细胞氧化损伤中自噬和凋亡过程的时间顺序

目的：探讨过氧化氢（H2O2）诱导神经胶质瘤U251细胞损伤中自噬和凋亡发生的时间顺序。方法：实验分为4组：正常对照组、1mmol／L H2O2作用（6h、12h、24h）组。应用MTF法检测H202对神经胶质瘤U251细胞生存率的影响;MDC染色检测自噬空泡的变化;流式细胞仪检测细胞凋亡率变化。Western blot检测Beclin1和胞浆cyt c蛋白的表达。结果：与对照组相比,1mmol／L H2O2作用下,U251细胞存活率明显降低,并呈时间依赖性。与对照组相比,1mmol／L H2O2作用后,6h时U251细胞自噬空泡明显增加,自噬相关蛋白Beclin1表达明显增加,12h、24h细胞自噬水平逐渐增强;而6h时未见细胞凋亡率明显变化及cyt c由线粒体向胞浆的释放,12h、24h时细胞凋亡率明显增加,胞浆中cyt c蛋白表达明显增强（P〈0．05）。结论：氧化损伤能够诱导神经胶质瘤U251细胞发生自噬和凋亡,并且自噬发生于凋亡之前。     

自噬在疾病中的双重作用

自噬是细胞的一种正常的生理活动,参与细胞内损伤的蛋白质和亚细胞器经溶酶体途径降解的过程。自噬可以抵御外界的不良环境,在多种疾病中起着重要作用。近年来,大量研究表明自噬在细胞新陈代谢和生理功能上有双重作用,在疾病发生的不同时期,自噬起到不同的作用。通常情况自噬可以及时的清除细胞内损伤的蛋白质,作为一种细胞的保护机制,但是自噬的持续活化,导致细胞内大量蛋白质的降解,使细胞无法维持其基本结构,最终将导致细胞坏死或凋亡。自噬、凋亡和坏死的转化,很有可能受到p53、Bcl-2、Beclin-1、ATG5、TG2及p62等信号分子调控。肝脏和心脏是维持人体生命活动的重要器官,自噬在脂肪肝、肝硬化、心肌梗塞及心脏衰竭等疾病中扮演着重要的角色。本文总结了自噬、凋亡及坏死的相互关系,自噬在疾病中的双重作用,并重点介绍自噬在肝脏和心脏疾病中的作用。     

细胞自噬调控的分子机制研究进展

细胞自噬是一种进化上保守的分解代谢过程,涉及细胞内长寿命蛋白和受损伤细胞器的降解,其在细胞内稳态、肿瘤、心力衰竭、衰老相关性疾病、神经退行性疾病以及传染病等多种生命进程中发挥着重要作用。泛素样蛋白系统、m TOR信号通路、micro RNA、caspase等均参与了细胞自噬调控过程。该文综述了细胞自噬过程、功能和分子调控机制的研究进展,以期有助于研究细胞自噬机理,为治疗心脏疾病(如动脉粥样硬化)、癌症(如乳腺癌)等提供理论基础。     

雷公藤甲素诱导HeLa细胞p53依赖的自噬和凋亡

自噬与凋亡被认为是细胞程序性死亡的两种重要途径,二者的交互联系对阐明药物的抗肿瘤机理有重要价值.众多的研究表明,雷公藤甲素对多种肿瘤细胞都具有显著的抑制作用.细胞凋亡与自噬可被相同的因素所诱导,p53蛋白可以同时对二者起调控作用,在自噬与凋亡的交互作用(crosstalk)中扮演着重要角色.本文以He La细胞为模型,研究雷公藤甲素诱导He La细胞发生自噬和凋亡的机制,并通过抑制p53依赖的转录,研究雷公藤甲素诱导He La细胞p53依赖的自噬和凋亡交互联系.     

过表达Beclin 1对食管癌Eca109细胞株裸鼠成瘤的影响

自噬是一个进化上保守的溶酶体降解途径,激活自噬可以降解有缺陷的细胞器而发挥抑制肿瘤的作用,Beclin 1是关键的自噬和肿瘤抑制基因。该研究检测了Beclin 1蛋白在食管癌组织中的表达情况,构建Beclin 1的重组质粒并转染人食管癌Eca109细胞株。分别以电子显微镜观察自噬体的形成和Eca109细胞的自噬性死亡情况,RT-PCR检测Beclin 1基因的mRNA表达,Westernblot法检测Beclin 1及Bcl-2、P53的表达水平,裸鼠成瘤实验检测Beclin 1基因对Eca109细胞体内增殖的影响。结果显示,Beclin 1蛋白在食管癌组织中相对于癌旁正常食管组织低表达(P<0.05);成功构建了Beclin 1重组质粒并将其转染到Eca109细胞中,电子显微镜观察到自噬体形成,RT-PCR和Western blot显示Beclin 1基因过表达。升高Beclin 1蛋白的表达水平能降低Bcl-2表达和上调P53蛋白,使Eca109细胞的体内致瘤性减弱。过表达Beclin 1基因对食管癌有很好的抑制作用,这将为食管癌的靶向治疗奠定基础。     

自噬对高糖诱导的人冠状动脉内皮细胞凋亡的保护作用

目的:研究自噬对高糖诱导的人冠状动脉内皮细胞凋亡的影响。方法:将人冠状动脉内皮细胞,分别用常规培养基(正常对照组)、含30 mmol/L D-葡萄糖的高糖培养基(高糖组)、高糖培养基合并雷帕霉素(Rapamycin,RAPA;100 nmol/L)干预(RAPA组)和高糖培养基合并3-甲基腺嘌呤(3-Methyladenine,3-MA,5 mmol/L)干预(3-MA组)培养。利用CCK-8法检测细胞生长活力,使用流式细胞术检测细胞凋亡水平,western blot检测细胞自噬标记蛋白(Beclin1)的表达水平。结果:(1)高糖溶液刺激内皮细胞24 h后,细胞生长活力为正常组的55.0%(P0.01),自噬标记蛋白Beclin1的表达水平明显增加,凋亡水平为正常组的2.0倍;(2)与高糖组相比,RAPA组细胞生长活力明显增加,Beclin1的表达明显升高(P0.01),凋亡水平为高糖组的70.1%;(3)与高糖组相比,3-MA组细胞生长活力明显减少,Beclin1的表达明显降低(P0.01),凋亡水平为高糖组的1.42倍。结论:细胞自噬可能对高糖诱导的人冠状动脉内皮细胞具有凋亡保护作用。     

Sirtuins去乙酰化修饰调控心血管疾病过程中的细胞自噬

Sirtuins属于Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶,可通过去乙酰化作用调控细胞的生存、衰老、凋亡及自噬等生理活动。最新研究发现,细胞自噬对维持细胞内稳态具有重要意义,参与调节肿瘤、心血管等多种疾病的发生和发展。Sirtuins家族中Sirt1作为研究最为广泛的组蛋白去乙酰化酶,可通过调节自噬水平改善心血管疾病。因此本文根据近几年来的研究报道,针对Sirtuins去乙酰化修饰调控的细胞自噬在心血管疾病中的作用作一概述。