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。     

自噬与NLRP3炎症小体的相互作用

自噬是一种普遍存在的细胞内稳态机制,通过将细胞质成分运送到溶酶体进行降解,以抵抗病原体感染并促进氨基酸循环。NLRP3炎症小体是一种多蛋白复合物,在多种内源和外源性刺激下被激活,介导促炎细胞因子的分泌,参与炎症的发生。自噬功能失调可导致NLRP3炎症小体的过度激活,引起各种炎症性疾病以及癌症的发生。自噬作为NLRP3炎症小体的一种重要调节方式,可以通过去除NLRP3炎症小体的激活信号、包裹和降解其成分来调控炎症小体。此外,自噬在调控IL-1β的分泌中也起着重要作用。同样,NLRP3炎症小体也调控自噬过程,以平衡宿主防御所需的适当炎症反应以及预防过度、有害炎症的发生。因此,阐明这两个生物学过程之间的相互作用,能够加深对相关疾病发病机制的认识,为疾病治疗及药物研发提供新的思路和理论基础。     

自体吞噬———Ⅱ型程序性死亡

自噬 (autophagy) 是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,在饥饿的条件下,它可以调节细胞内长寿命蛋白和细胞器的降解,降解产物再被细胞重新利用 . 因此自噬在细胞发育、细胞免疫、组织重塑及对环境适应等方面有着十分重要的作用 . 近来发现,自噬还参与降解病原微生物、抵御感染的过程,称之为异噬 . 对自噬的分子机制和调节以及其在生理病理过程中的作用进行相应讨论 .     

细胞自噬研究进展

细胞自噬是真核生物在进化过程中高度保守、基于溶酶体的一种胞内降解途径,对维持细胞和生物体的稳态平衡有重要作用。研究表明,自噬参与生物体发育、免疫反应、代谢调节、细胞凋亡和衰老等多种过程。自噬功能异常与神经退行性疾病、肿瘤等的发生发展密切相关。近30年,我们对细胞自噬的认识无论是在分子机制上还是生理功能方面都有了长足的发展。为进一步加深对细胞自噬的认识,该文主要对细胞自噬的概念、自噬核心机器的组成及调控机制、自噬类型、生理功能及与疾病的关系作一简单综述。     

细胞自噬在脓毒症的作用及机制

脓毒症是由感染、手术、创伤等引起的全身炎症反应综合征,死亡率高。但它的发病机制尚未完全阐明,目前认为与过度免疫反应、线粒体功能障碍、细胞凋亡等多因素有关。自噬作为机体的一种自我保护机制,在免疫激活中发挥重要作用,促进抗原提呈,积极清除细胞内病原体,通过多种方式调节免疫应答。随着对脓毒症的深入研究,发现自噬对脓毒症的发生发展过程中有重要影响,有望为未来脓毒症的治疗提供新思路。故本文将对自噬和脓毒症发病进程的关系进行总结。     

自噬相关基因ATG5在感染和炎症性疾病中的作用

自噬对生物体维持细胞内环境具有至关重要的作用。目前已经证实自噬广泛参与多种疾病的发生发展过程,例如肿瘤、免疫性疾病以及炎症性疾病等,其与炎症性疾病相关性更加密切,也是近年来的研究热点。自噬相关基因(ATGs)参与调节自噬的许多方面,其中ATG5主要参与自噬小体的双层膜弯曲,对自噬的发生起决定性作用。本文主要概述近年研究发现ATG5在炎症性疾病中的机制,并探讨自噬其作为炎症性疾病治疗方向的可能性,为炎症性疾病的诊治提供新的思路。     

线粒体自噬在感染性疾病中的作用机制研究进展

线粒体自噬作为一种选择性自噬方式是近年研究的热点。细胞通过自噬机制选择性清除受损伤或不必需的线粒体,从而维持其功能稳态。近年来,越来越多的研究聚焦于病原体通过胁迫线粒体自噬在机体感染过程中调节先天免疫信号通路,从而影响感染性疾病的进程。本文分别从线粒体自噬在病毒、细菌和真菌感染性疾病中的作用机制研究进展进行综述,以期为感染性疾病的防治提供新的指导策略。     

细菌与自噬的抗争——死亡或重生

自噬是一种高度保守的细胞内成分的降解过程,不仅维持细胞的代谢稳定,还与机体对抗各种病原菌感染有着密切关系。自噬能协助机体清除病原体,但有些细菌进化出多种策略干扰自噬信号通路或抑制自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体来逃避自噬的降解,甚至利用自噬来促进其生长增殖。文中从自噬的分子机制出发,讨论多种致病菌与宿主细胞自噬关系的最新进展,以及自噬与病原菌感染的作用和意义,以期为病原菌感染导致的自噬研究提供参考。     

自噬调控过度炎症研究进展

自噬是一种高度保守的细胞内降解途径,是细胞在应对各种危险刺激时的一种保护机制,通过降解胞内受损的大分子蛋白或细胞器,以维持细胞内稳态。炎症反应是机体应对损伤或病原体感染时的一种防御反应,通过一系列炎性介质的协同作用来清除危险刺激源并启动组织修复,然而不受控制的炎症反应常常导致继发性损害和炎性疾病。最近的研究表明自噬通路及其相关蛋白在参与调控免疫应答和控制过度炎症反应中发挥重要作用。本文对自噬调控过度炎症的作用及其可能机制做一综述。     

microRNA对细胞自噬调节

细胞自噬是细胞内高度保守的细胞自我消化和分解代谢过程,细胞内变性蛋白、衰老和受损的细胞器被转运到溶酶体降解. 自噬过程失调引起多种疾病,包括感染、衰老、神经退行性疾病、癌症和心脏疾病等,因此,自噬过程需要非常精确的调控. MicroRNA是一类在基因转录后水平调控目的基因的功能性小RNA分子.研究发现,microRNA可以通过RNA干扰（RNA interference, RNAi）途径调控某些自噬相关基因(autophagy related gene, ATG)及其调节因子.这些microRNA表达异常足以影响自噬水平,使得microRNA成为自噬研究的新视角,同时也使microRNA成为治疗自噬失调引起的疾病的潜在靶点.本文将对有关microRNA参与细胞自噬调控的最新研究动态进行综述.     

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。     

新书介绍

细胞自噬是基本的生物学过程,使细胞在饥饿和其他形式的胁迫期间能够自动消化其自身的胞质成分。目前自噬在感染、免疫、衰老、发育、神经退行性疾病和癌症生物学中的作用得到日益广泛的重视。本书向读者介绍了有关自噬的基础知识,重点描述了自噬在免疫中的功能以及具有高度适应性的病原体为抵抗自噬所使用的对抗机制,同时还提供了自噬在感染免疫中的作用的最新研究进展。     

新书介绍

细胞自噬是基本的生物学过程,使细胞在饥饿和其他形式的胁迫期间能够自动消化其自身的胞质成分。目前自噬在感染、免疫、衰老、发育、神经退行性疾病和癌症生物学中的作用得到日益广泛的重视。本书向读者介绍了有关自噬的基础知识,重点描述了自噬在免疫中的功能以及具有高度适应性的病原体为抵抗自噬所使用的对抗机制,同时还提供了自噬在感染免疫中的作用的最新研究进展。     

细胞自噬在病毒感染与免疫调节中的作用机制

细胞自噬(autophagy)是一种主要由溶酶体介导的降解通路,作为细胞维持内环境稳态的一种保护性机制,不仅通过将长寿命蛋白和衰老细胞器降解为小肽或氨基酸为细胞提供再生资源,而且也可作为防御机制抵抗病原微生物感染和寄生. 自噬缺失与许多疾病如癌症、心血管疾病等的发生关系密切,在机体生理、病理过程中发挥重要作用. 本文拟就细胞自噬与病毒感染、机体免疫的关系加以综述,以期为研究细胞自噬的发生、参与机体免疫、发挥抗病毒感染作用及其分子机制提供参考,也为进一步研究抗病毒治疗的靶标提供新思路.     

《细胞自噬》等

细胞自噬是基本的生物学过程,使细胞在饥饿和其他形式的胁迫期间能够自动消化其自身的胞质成分。目前自噬在感染、免疫、衰老、发育、神经退行性疾病和癌症生物学中的作用得到日益广泛的重视。本书向读者介绍了有关自噬的基础知识,重点描述了自噬在免疫中的功能以及具有高度适应性的病原体为抵抗自噬所使用的对抗机制,     

自噬在急性心肌梗死发病中作用的研究进展

自噬是生物细胞内普遍存在且高度保守的一种生理过程,其通过溶酶体融合降解细胞内的大分子组分、受损的细胞器以及侵入胞内的病原菌,以达到维持细胞稳态的目的。自噬在多种疾病的发生发展中也发挥十分重要的作用,尤其是心血管疾病。自噬对其病程的发展可以发挥两种截然不同的作用。适当的自噬作用可以降低炎症反应和氧化应激促进细胞的存活,以及通过减少泡沫细胞的形成而对维持心血管的正常功能起一个保护作用;但过度的自噬作用会对细胞造成不可逆的损伤,诱导细胞发生不依赖于caspase的自噬性细胞死亡,增加局部的炎症反应,从而促进动脉粥样硬化病变的发展。本文就自噬在急性心肌梗死发生发展中作用的研究进展进行了综述,探讨自噬成为预防及治疗心血管疾病新靶标的可能性。     

细胞自噬与机体免疫机制及抗微生物感染的关系

细胞自噬作为细胞的一种生理机制,一方面为细胞提供再生资源,一方面也可以作为防御机制抵抗微生物的感染和寄生。本文对它与先天性免疫、适应性免疫的关系做了综述,并探讨了自噬与微生物感染的关系。本文为我们理解细胞自噬在机体抗感染机制中的作用提供了帮助,也为我们研究感染性疾病治疗药物开启新的视野。     

编者按: 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和对疾病的抵抗。目前已有大量研究表明,自噬与疾病的发生密切相关,如心血管病、肿瘤、炎症和免疫以及神经退行性疾病等。近年来,自噬研究得到了国内外科学家的广泛重视,研究论文的数量直线上升。科技部和国家自然科学基金委均已资助相关课题,这进一步促进了我国在自噬研究领域的发展。我国科学家在自噬的机制和疾病关系研究中也取得了重大进展,许多研究成果已经走在世界前沿。本刊对自噬这一研究领域一直十分关注,为促进对该领域现状及发展的了解,本期汇集了6 篇述评和1 篇研究论文,作为自噬研究专题发表,以飨读者。 本专题主要对自噬与一些相关疾病关系的现状和发展进行了评述,并对自噬研究方法学和基本机制也进行了综述,同时报道了在果蝇脊髓小脑变性3型动物模型中开展的关于自噬与Sir2发挥神经保护作用相关性的研究,反映了目前自噬研究的一个侧面。马泰等主要综述了目前自噬研究的技术和方法进展,评价了自噬的评估指标和这些自噬方法学的应用,提供了一个自噬方法学上的基础交流。吴葩等介绍了PI3K复合物中各组分蛋白与细胞自噬的关系,详细阐述了该通路在细胞自噬调节中的最新研究进展,为这一信号通路研究提供了信息。何云凌等很好地总结了低氧环境诱导线粒体自噬发生的相关分子机制,对参与调节线粒体自噬的重要蛋白进行了系统的描述,为目前人们普遍关注的线粒体自噬与疾病的关系提供了前沿资料。谢凤等对心脏疾病状态下细胞自噬的发生、发展及其对心脏疾病的影响进行了详细的论述,有助于研究者从自噬的角度来探讨心脏疾病的发生发展及其机制。林小龙等围绕当前热点问题对自噬与血管内皮细胞的关系作了描述,介绍了血管内皮细胞在各种药物刺激以及相关蛋白质过表达情况下对于自噬的反应以及所引起的下游应答,探讨了自噬与血管疾病发病的相互关系。向波等介绍了细胞自噬与肿瘤的发生发展的关系,描述了炎症-自噬-肿瘤的相关性以及自噬可能的抑瘤机制。曾爱源等利用果蝇的遗传性脊髓小脑变性3 型模型,研究了Sir2在自噬存在情况下对转基因果蝇的神经保护作用,并发现在自噬抑制后Sir2的保护作用明显减弱,揭示了Sir2通过自噬保护神经元、减缓神经变性蛋白损伤的作用机制。 本刊欢迎和期待更多、更好的有关自噬研究的来稿,以更广泛和深入地促进我国自噬研究领域的发展和学术交流。     

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.     

细胞自噬及其调控病原真菌致病毒力的研究进展

自噬是细胞通过自我降解、重新利用胞内蛋白质和细胞器的过程,有利于帮助生物体抵御饥饿或其他不良环境条件。以酵母等为对象的研究揭示细胞自噬可分为3种类型:巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬,均具有重要的生理功能,其中针对巨自噬的机理研究最为深入广泛。不同自噬相关基因分别组成不同的功能模块,各自调控或完成自噬起始、自噬体形成、泛素化修饰和底物降解等。自噬活性的启动及不同底物的降解受表观遗传、转录、转录后及翻译后等多重调控。针对不同自噬相关基因功能的研究结果表明,不同病原真菌中存在与酵母自噬同源基因既保守又高度分化的生物学功能或效应。与酵母同源基因的生物学效应不同,不同关键自噬基因可分别参与调控病原真菌产孢、菌丝生长、细胞分化、侵染结构成熟,以及致病毒力等。自噬与致病毒力的关联性拓展了病原真菌致病机理的研究范畴,进一步研究病原菌自噬与寄主免疫互作的效应机制具有重要的生物学意义。