脑缺血后N-乙基马来酰亚胺敏感因子ATP酶失活致神经元自噬流障碍的病理机制

缺血性脑卒中是由脑血管梗塞引起的急性脑血管病,具有较高的发病率、致残率和致死率。研究发现,过度自噬或自噬不足均可导致细胞损伤。自噬包括自噬体的形成和成熟、自噬体与溶酶体融合、自噬底物在自噬溶酶体内的降解和清除,这些过程呈连续状态则称为自噬流。研究发现,脑缺血可导致自噬体与溶酶体间发生融合障碍,从而引发自噬流损伤。细胞内膜融合由3种核心组分介导,即N-乙基马来酰亚胺敏感因子（N-ethylmaleimide sensitive factor,NSF） ATP酶、可溶性NSF黏附蛋白（soluble NSF attachment protein,SNAP）及可溶性NSF黏附蛋白受体（soluble NSF attachment protein receptors,SNAREs）。当SNAREs介导自噬体与溶酶体融合后以非活性的复合体形式存留于自噬溶酶体膜,须被NSF再激活为单体后方可发挥新一轮的膜融合介导作用,而NSF是唯一可再激活SNAREs的ATP酶。新近研究表明,脑缺血可显著抑制NSF ATP酶活性,导致其对SNAREs再激活减少,这可能是自噬体与溶酶体间发生融合障碍并导致神经元自噬...     

细胞自噬在植物碳氮营养中作用的研究进展

自噬（autophagy）是真核生物细胞通过形成自噬体,回收利用胞内物质,维持细胞健康的高通量亚细胞降解途径。随着酵母和动物自噬研究的深入,植物自噬也受到越来越多的关注。近期的研究揭示了植物自噬的基本机制及其生理意义,也发现了植物特有的自噬形式与自噬相关基因。该文主要综述了自噬在植物碳、氮营养中的作用。     

睾丸间质细胞——研究自体吞噬的一种正常细胞模型

细胞在生理状态下自体吞噬出现的频率很低,很难用正常细胞来研究自体吞噬活动,一般都通过诱导自体吞噬来获得有关自体吞噬活动的资料。本实验观察了肝、肾、睾丸等组织的32种细胞,发现睾丸间质细胞中自体吞噬出现频率远远高于其他细胞,平均每100个细胞切面中可以看到25个自噬小体,从而为研究自体吞噬的过程和机理提供了一个正常细胞模型。本实验还观察到睾丸间质细胞的自体吞噬活动可分为前自噬小体、早期自噬小体和晚期自噬小体三个阶段,是一个连续的过程。前自噬小体和早期自噬小体不含溶酶体酶,只有在自噬小体与溶酶体接触后,才从后者获取溶酶体酶并将其内容物消化分解,成为晚期自噬小体。由自体吞噬所产生的残余体并不在睾丸间质细胞内积聚,而是通过胞吐作用排出细胞外。     

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。     

MERS冠状病毒3C样蛋白酶是一种新的细胞自噬诱导蛋白

冠状病毒（Coronavirus, CoV）3C样蛋白酶（3CLpro）在冠状病毒复制过程中起重要作用,是一种重要的潜在抗病毒药物候选靶标。细胞自噬是宿主重要抗病毒防御机制之一,但目前冠状病毒诱导细胞自噬及其机制还不很清楚。本研究以人类新发高致病性冠状病毒 --中东呼吸综合征冠状病毒（MERS CoV）为研究对象,探讨人类冠状病毒感染与细胞自噬的关系。通过免疫荧光法检测发现,MERS 3CLpro引起细胞内eGFP-LC3B绿色荧光点状聚集,同时MERS 3CLpro诱导自噬标志蛋白微管相关蛋白1-轻链3基 (LC3-II)表达增多,表明MERS 3CLpro可激活细胞自噬。进一步研究发现,MERS 3CLpro诱导细胞自噬体形成而阻断或抑制自噬溶酶体形成,即MERS 3CLpro诱导不完全细胞自噬效应,而且MERS 3CLpro诱导细胞自噬具有时间依赖性且不依赖于其蛋白酶催化活性。此外发现SARS CoV和NL63 CoV等其它人类冠状病毒3CLpro也具有诱导细胞自噬效应,表明3CLpro诱导细胞自噬可能是人类冠状病毒所具有的一种普遍生物学特性。本研究首次发现冠状病毒蛋白酶3CLpro能诱导宿主细胞自噬,是一种新型冠状病毒来源的宿主细胞自噬诱导蛋白,这一发现拓展了对人类冠状病毒蛋白酶功能的新认识,为研究冠状病毒与宿主抗病毒天然免疫以及以病毒蛋白酶为靶标的抗病毒药物研究提供了理论基础。     

自噬、自噬性细胞死亡与肿瘤的研究进展

自噬是绝大部分真核细胞中一种依赖于溶酶体的极度保守的生理过程,是细胞内物质再循环的有效机制。适度的自噬是细胞抵御不良环境的生存方式,但当发生过度的自噬时,将引起细胞的死亡,这种死亡方式称为自噬性细胞死亡。自噬性细胞死亡不同于凋亡,表现为细胞中出现大量包裹着细胞质和细胞器的自噬体。越来越多的研究提示,自噬与自噬性细胞死亡与某些恶性肿瘤的发生、发展关系密切。在各种不利环境下,自噬可作为一种应急机制维持肿瘤细胞的生存,而自噬性细胞死亡诱发后又可清除肿瘤细胞。现就自噬与肿瘤的研究进展作一综述。     

自噬体膜的来源

细胞自噬是指细胞通过自噬-溶酶体(autolysosome)降解变性蛋白聚集物和受损细胞器的过程. 自噬对于细胞内环境的稳态、物质的平衡、胚胎发育以及疾病的发生发挥重要作用. 在电镜下观察,自噬体膜是一个双层脂质膜结构. 细胞中因缺乏除了自噬相关蛋白9 (autophagy-related protein 9,ATG9)以外的自噬体膜相关蛋白,故难以确定自噬体膜的来源. 自噬体膜的来源也因此成为目前自噬研究领域的热点问题. 关于自噬体膜的来源,学术界存在两种观点：一种认为自噬体膜是细胞在自噬体组装位点(pre-autophagosomal structure, PAS)重新合成的;另一种观点则认为自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器(如内质网、高尔基体、内吞体、质膜和线粒体). 该文综述了近年有关自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器的研究进展,旨在为相关领域的研究提供参考.     

microRNA在结核分枝杆菌抗细胞自噬作用中的研究进展

结核分枝杆菌(Mycobacteria tuberculosis,MTB)是结核病的致病菌,其感染机体后能在细胞内长期生存并在合适的条件下引发疾病.非氧依赖性杀伤是巨噬细胞清除MTB的重要途径,主要表现为细胞内吞体和溶酶体融合,利用细胞自噬作用清除内部细菌.相应的,MTB可利用多种方式顽强抵抗细胞自噬作用,与细胞共存从而逃避宿主免疫杀伤作用. MicroRNA(miRNA)是一种内源性非编码单链小RNA分子,其能在转录后水平沉默相关基因表达,是介导MTB与炎性细胞许多反应的重要分子.近期研究发现,MTB能够通过诱导巨噬细胞特异表达一些miRNA分子并靶向自噬相关基因,阻碍自噬发生、发展,从而实现MTB的抗细胞自噬作用.本文就miRNA在MTB抗细胞自噬中的作用及机制的研究进展作一综述.     

COPII囊泡衣被蛋白SEC24A在巨自噬通路中的功能研究

细胞自噬是一种重要且保守的细胞内降解过程,通过形成双层膜的自噬体包裹细胞内容物进行降解。内质网来源的COPII囊泡被认为是饥饿诱导的应激过程中自噬体的膜源。探究了COPII囊泡衣被蛋白SEC24A在巨自噬通路中的作用。利用siRNA干扰技术敲低SEC24A的表达,EBSS饥饿处理对照组和SEC24A敲低组HeLa细胞2 h诱导自噬发生,经Western blot和免疫荧光实验检测自噬底物蛋白p62和自噬标志蛋白LC3-II的蛋白水平变化,以确定SEC24A是否参与自噬。通过RFP-GFP-LC3串联荧光检测自噬体和自噬溶酶体的数目,利用蛋白酶K保护实验验证自噬缺陷发生在自噬体闭合之前或者之后,利用免疫荧光实验检测敲低SEC24A对自噬通路上ATG复合物的影响,以确定SEC24A调控自噬通路的位点。通过免疫共沉淀实验验证SEC24A与自噬相关蛋白ATG9A是否存在相互作用。蛋白检测实验发现,饥饿条件下与对照细胞相比,敲低SEC24A细胞内自噬底物蛋白p62积累,而标志蛋白LC3-II减少。RFP-GFP-LC3串联荧光实验显示,敲低SEC24A后自噬体及自噬溶酶体的数目均减少。蛋白酶K保护实验显示,SEC24A敲低细胞中受膜结构保护的p62和GFP-LC3均减少,提示SEC24A作用位点在自噬体闭合之前。免疫荧光实验显示,敲低SEC24A的表达后ATG14L、ATG16L1点状结构减少,而ATG9A点状结构的数量没有明显变化,提示SEC24A作用于ATG14L、ATG16L1上游。免疫共沉淀实验显示SEC24A与ATG9A存在相互作用。研究结果不仅有助于深化对自噬体形成过程和分子机制的了解,也为全面解读COPII囊泡及其衣被蛋白在自噬中的重要作用提供了信息。     

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。     

自噬与外泌体

在真核生物中,细胞可以通过自噬(autophagy)和外泌体(exosome)的分泌两种方式来对外界刺激做出应答从而维持细胞内稳态。自噬是溶酶体依赖性细胞组分降解的过程,其能被氧化应激、饥饿或蛋白质聚集等因素诱导发生。除了自噬途径,细胞还可以通过分泌外泌体来调节细胞的生命活动,新的研究表明自噬与外泌体发生有同样的分子机理。本文综述了自噬与外泌体发生的过程以及两者之间的联系。     

自噬与微生物感染

自噬作为一种维持胞内代谢稳态的机制,与机体微生物感染有着紧密的关系。一方面,自噬能够协助宿主清除病原体;而另一方面也有细菌通过进化,利用自噬体为其增殖提供必要条件,甚至在其中潜伏增殖。同时,病原体也可诱导过度自噬,促进细胞死亡。总之,自噬与微生物感染的关系,可能远比我们知道的复杂。本篇综述即是从自噬分子机制出发,寻找多种病原体与宿主细胞自噬之间的最新进展,深入探讨了自噬之于微生物感染的作用和意义。     

ASPP2以p53非依赖形式促进自噬引起Hep3B细胞凋亡

p53凋亡刺激蛋白2（apoptosis stimulating protein 2 of p53, ASPP2）能特异性地与p53蛋白结合并增强其促凋亡的功能,进而发挥抗肿瘤作用. 本室前期研究发现,ASPP2可以通过p53-DRAM自噬途径诱导细胞凋亡. 在本研究中,利用ASPP2 腺病毒感染Hep3B细胞(p53缺陷型肝癌细胞系)并用甲基磺酸(MMS)处理后; Calcein AM/PI和M30染色检测细胞凋亡;GFP-LC3质粒转染细胞后检测自噬; 荧光定量PCR和免疫印迹检测自噬基因表达. 结果表明,ASPP2在p53缺陷的Hep3B细胞内可诱导发生凋亡;在MMS存在和缺失条件下, Adr-ASPP2均引起自噬体水平升高及自噬基因的表达增 加,且MMS协同Adr-ASPP2能使自噬水平增加; 进一步用VPS34 siRNA和DRAM siRNA抑 制自噬发现,细胞凋亡水平下降, 说明由Adr-ASPP2诱发经损伤相关自噬调节蛋白（ DRAM）介导的自噬参与了肝癌细胞系凋亡的发生. 综上结果表明,ASPP2可以通过非p53依赖的DRAM介导自噬,并促进肝癌细胞凋亡. 该研究可为肝癌的基因治疗提供新的思路.     

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。     

细胞自噬与病毒感染关系的研究进展

细胞自噬是一种存在于真核细胞内的溶酶体依赖性降解途径,是细胞的一种先天免疫机制。该机制可帮助细胞对破损细胞器进行降解,并将降解后的生物大分子等营养物质重新提供给细胞进行物质的重新利用。病毒侵入宿主细胞后细胞启动自噬系统进行自我吞噬并以此来保护机体将病毒对机体的损害降到最低。但研究发现部分病毒在侵染宿主细胞后也可利用细胞的自噬机制来加速自身在胞内的复制。由此可见病毒与细胞自噬间的相互作用是一个复杂且多向化的过程。为对自噬与病毒感染之间的关系进行更进一步的探究,本综述从自噬的发生机制、自噬的检测方法、自噬与病毒感染的关系、病毒感染与抗肿瘤作用等方面进行了阐述。     

硫链丝菌素诱导非小细胞肺癌细胞自噬性死亡

自噬在细胞的生命过程中起了非常重要的作用,它能通过清除受损的细胞器和过多的蛋白质以维持细胞内环境稳定基本能量代谢的稳定。然而,自噬的持续激活可导致细胞器以及必需的蛋白质的过度消耗,导致不依赖caspase的自噬性细胞死亡。因此,通过这种自噬途径诱导细胞死亡可能是癌症治疗的一种新方法。在本研究我们发现,硫链丝菌素能够减少非小细胞肺癌PC-9细胞的细胞活力和诱导细胞凋亡。另外,我们发现硫链丝菌素诱导了PC-9细胞自噬。此外,我们也发现硫链丝菌素诱导的细胞凋亡可以被自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)阻止。这些结果表明,硫链丝菌素促进人体非小细胞肺癌细胞的自噬性死亡。在本研究我们的发现也提示硫链丝菌素联合自噬诱导剂可能在临床上对治疗人非小细胞肺癌有效。     

自噬的形态特征及分子调控

自噬过程是生物进化过程中保留下来的一种细胞蛋白和细胞器的循环利用机制,一般认为自噬过程对于细胞在恶劣环境下生存具有重要意义.而细胞的发育和凋亡与自噬有着密切的关系.本文通过自噬体的形成方式综述了三种自噬形式的形态特征以及自噬的分子调控对细胞的影响.     

自噬对胞内感染病原体的双重作用

自噬(autophagy)是细胞维持稳态的一种机制[1,2].在自噬发生过程中,来源不明的单层膜凹陷形成杯状双层膜的结构,包裹细胞质和细胞器部分,形成有双层膜的自噬体(autophagosome).自噬体随之与溶酶体融合形成自噬溶酶体,其中的细胞物质被溶酶体酶降解,降解后产生的氨基酸可以被细胞重新利用,参与物质的再循环.     

运动、自噬和瘦素抵抗

瘦素抵抗是人类肥胖症的主要危险因素,高瘦素水平未能抑制摄食和减轻体重,导致机体能量调节失衡。自噬是一种细胞质量控制机制,可对细胞内物质进行周转。许多人类重大疾病的发生与自噬过程有关,如肥胖症、糖尿病和神经退行性疾病等。当细胞自噬出现障碍即自噬缺陷时,会导致机体发生瘦素抵抗。研究发现,运动是维持细胞稳态的自噬有效诱导剂,机体瘦素敏感性的提高可能与运动促进细胞自噬有关,但目前尚缺乏直接证据。     

病毒感染中细胞自噬研究进展

细胞自噬是一种依赖于溶酶体的细胞内降解途径,用于细胞维持内环境的稳态.自噬广泛存在于真核细胞的生理、病理过程中.研究发现自噬与病毒之间的相互作用是一个复杂且多向化的过程,一方面自噬能够参与机体免疫应答、发挥抗病毒效应;另一方面,细胞的自噬机制也可被病毒操纵,以利于其自身复制.本文对近年来细胞自噬与病毒感染的相互作用进展,尤其是病毒如何调控自噬以促进其复制和致病的机制加以综述.