双刃剑:自噬与肿瘤发生发展的关系及相关靶点小分子药物研究进展

自噬是哺乳动物细胞内重要且复杂的生理活动,同样影响着肿瘤的发生与进展.随着抗肿瘤药物的广泛使用,肿瘤耐药问题日益突出,影响患者预后.多年研究显示,肿瘤自噬与耐药密切相关.目前,已有越来越多的自噬相关小分子药物被用来调节肿瘤自噬活动,以求其能被广泛运用于抗癌方案之中.该文将针对自噬在癌症发生发展过程中的分子机制及相关小分...     

综述: 自噬参与心脏疾病调控的研究进展

细胞自噬(autophagy)是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体内进行消化降解的过程．细胞自噬既是一种广泛存在的正常生理过程,又是细胞对不良环境的一种防御机制,参与多种疾病的病理过程．正常水平的自噬可以保护细胞免受环境刺激的影响,但自噬过度和自噬不足却可能导致疾病的发生．在心脏中,心肌细胞自噬对维持心肌功能具有重要的作用,自噬的异常可能导致各种心肌疾病如溶酶体储积症(Danon disease)等．各种心血管刺激如心肌缺血(ischemia)、再灌注(reperfusion)损伤、慢性缺氧(chronic hypoxia)等均可诱导心肌细胞自噬增强．而这些情况下心肌细胞自噬的作用还不清楚：它是否是一种潜在的细胞存活机制还是导致细胞死亡或疾病发生的病理性机制,或者是同时具有两种作用,目前还没有定论．心脏疾病是心肌功能出现异常时产生的各种病理状态的总称．在多种心脏疾病中,均伴随有心肌细胞自噬的改变,且影响着疾病的发生发展．在心肌肥厚(hypertrophic cardiomyopathy)中,细胞自噬程度降低而加剧心肌肥厚;在心力衰竭(heart failure,HF)中,细胞自噬增强可导致心肌细胞自噬性死亡;而在心肌梗死(myocardial infarction,MI)中,细胞自噬增强可减小梗死面积．但是细胞自噬在心脏疾病中到底扮演着怎样的角色,取决于细胞自噬发生的水平及病理状态．目前越来越多的人开始关注药物与细胞自噬调节之间的联系,且主要集中于抗肿瘤药物及心血管调节药物的研究．另外,有报道维生素类以及雌激素受体拮抗剂他莫西芬对细胞自噬也具有调节作用．研究心肌细胞自噬与心脏疾病的关系,以及药物对细胞自噬的调节,将有利于从自噬的角度探讨心脏疾病的发生发展过程及机制,开发出治疗心脏疾病的药物．     

槲皮素诱导Hep G2自噬与胞内游离Ca2+浓度的变化相关

槲皮素具有诱导细胞自噬、抑制肿瘤细胞增殖等抗癌功能,但其诱导细胞自噬的分子机制还不太清楚. 本文通过激光共聚焦显微镜观察槲皮素对Hep G2细胞自噬的影响; Fluo-3 AM和Cyto-IDTM Green Detection Reagent染色标记, 流式细胞术测定了槲皮素对Hep G2细胞内游离钙离子浓度［Ca2+］_i 及Ca2＋螯合剂BAPTA-AM对自噬水平的影响. 探讨了槲皮素诱导人肝癌细胞 Hep G2自噬过程中［Ca2+］i的变化. 结果表明, 在槲皮素较低浓度范围内(0 ～ 50 μg/mL), 可明显抑制Hep G2细胞增殖, 并以剂量依赖方式诱导细胞自噬. 同时发现,槲皮素刺激Hep G2细胞可使［Ca2+］i明显增加, 进而促进自噬. 而当胞内Ca2＋螯合剂 BAPTA-AM存在时, 细胞的自噬水平受到一定的抑制. 这些结果表明,细胞内［Ca2+］i的升高可促进自噬, ［Ca2+］_i 的降低可能会抑制自噬. Hep G2细胞自噬与细胞内游离钙离子浓度的变化有关系.     

诱导嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)细胞凋亡样变化的研究

本文以单细胞真核生物嗜热四膜虫(Te-trahymena thermophila)作为实验材料以抗肿瘤药物高三尖杉脂碱(Homoharringtonine,HHT)、糖皮质激素类药物地塞米松(9α-Fluo-ro-16α-methylprednisolone,Dex)和抗生素类药物放线菌素D(Actinomycin D)诱导嗜热四膜虫凋亡并研究其细胞凋亡过程的生物化学特性。结果表明抗肿瘤药物及抗生素类药物均不能明显地诱导嗜热四膜虫细胞凋亡。但糖皮质激素类药物在含一定量的Ca~(2 )、Mg~(2 )离子时能诱导嗜热四膜虫发生凋亡。作者认为诱导嗜热四膜虫凋亡过程可能与糖皮质激素类药物诱导鼠胸腺细胞凋亡的机制是类似的,嗜热四膜虫与胸腺细胞的凋亡过程可能同样被Ca~(2 )、Mg~(2 )离子依赖性的核酸内切酶的活化机制所控制着。     

细胞自噬与肿瘤耐药

细胞自噬是一种细胞自我降解的过程,在适应代谢应激、保持基因组完整性及维持内环境稳定方面发挥重要作用. 在肿瘤治疗中,凋亡耐受是产生肿瘤耐药的重要机制. 细胞自噬可防止抗肿瘤药诱导的凋亡,促进肿瘤耐药. 然而,自噬性细胞死亡可能是凋亡耐受肿瘤细胞的一种死亡方式. 因此,细胞自噬对肿瘤细胞的耐药性有双重影响. 本文综述了细胞自噬的分子机制、细胞自噬与凋亡的关系、细胞自噬与肿瘤耐药以及治疗的主要研究进展.     

基于PI3K/AKT/mTOR通路的三百棒促进脂多糖诱导的RAW 264.7细胞自噬并抑制炎症CSCD

三百棒来源于芸香科植物飞龙掌血Toddalia asiatica(L.)Lam的根,是一种天然土家族中草药,具有抗炎、抗风湿、抗肿瘤、抗微生物等药理活性。其毒副作用小,疗效显著的特点使之成为当前研究热点。许多天然产物已被证明可通过靶向PI3K/AKT/mTOR介导的自噬来抑制炎症及自身免疫性疾病,本项研究通过调节PI3K/AKT/mTOR信号通路来研究三百棒醇提物(Toddalia asiatica alcohol extract,TAAE)对自噬的影响,用脂多糖(LPS)诱导单核巨噬细胞(RAW 264.7)建立炎症模型,通过细胞毒性检测试剂盒检测TAAE对细胞活力的影响,并筛选出药物的浓度及干预时间,透射电镜和单丹磺酰尸胺染色检测巨噬细胞的生物学功能,酶联免疫吸附法检测上清液中相关炎症因子水平,Western blot检测自噬和通路相关蛋白的表达水平;并采用自噬早期抑制剂(3-MA)和通路PI3K激动剂(740Y-P)进一步验证自噬对炎症和信号通路的影响。实验结果表明TAAE可能通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路,促进自噬泡的形成、自噬体溶酶体融合和降解,降低LPS处理的RAW 264.7细胞中炎性细胞因子的表达和分泌。总体而言,本研究结果为三百棒的抗炎机制的研究提供了新的线索,并为临床更好的应用三百棒治疗炎症性疾病提供理论依据。     

白念珠菌中的自噬研究进展

自噬影响着真核细胞的适应性、分化和发育,在白念珠菌中自噬影响着白念珠菌的代谢和毒力等,也可以减缓应激反应带来的损伤,增强菌体存活能力。但过度的自噬可能导致自噬性细胞死亡。该文根据近期研究进展,从白念珠菌中与自噬相关的Cvt(Cytoplasm to vacuole trafficking pathway)通路、TOR(target of rapamycin)通路和自噬在应激中的作用等几个方面,对白念珠菌中的自噬进行综述。     

自噬与Nrf2信号通路之间联系的研究进展

自噬是人体内常见且重要的生理现象之一,对于维持细胞的稳定及代谢需要具有关键意义。核因子E2相关因子(nuclear factor erythroid-derived factor 2-related factor,Nrf2)是调控细胞对抗外来异物和氧化损伤的关键转录因子,Nrf2信号通路在抗肿瘤、抗应激等方面发挥着广泛的细胞保护功能。随着研究进展,发现自噬与Nrf2信号通路间存在着广泛的相互作用机制。抑制自噬会导致p62积累,进而结合Keap1(Kelch-like ECH-associated protein 1)而激活Nrf2信号通路;同时也有研究发现,磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidyl inositol 3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)等自噬和Nrf2的共同调节通路、活性氧(reactive oxidative species,ROS)等因素也参与自噬与Nrf2之间的相互调控。该文将以近期关于Nrf2信号通路与自噬之间关系研究进展作一综述,希望为临床疾病治疗提供新的视角。     

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.     

细胞自噬与非小细胞肺癌的研究进展

自噬不仅与NSCLC的增殖、侵袭及转移密切相关,而且在抗肿瘤药物介导的细胞死亡中发挥重要作用,因此,研发以自噬为靶点的药物可能是人类疾病治疗应用的新趋势。多种信号通路参与了细胞自噬的调控,明确细胞自噬的调控机制能为NSCLC的靶向治疗提供新思路。     

抗增殖蛋白与线粒体自噬的研究进展

抗增殖蛋白(prohibitins,PHB)普遍存在于生物细胞中,其主要定位于线粒体内膜,参与线粒体自噬的发生发展,并在线粒体自噬的过程中起着关键角色和发挥着重要作用。本文着重讨论抗增殖蛋白与线粒体自噬的关系,及其对相关疾病的作用和影响。     

线粒体自噬进程及其受病毒感染的影响

线粒体自噬(mitophagy)属于巨自噬的范畴,即受损线粒体被一种双层膜结构(如粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜)包裹后形成自噬小体(autophagosome),接着自噬小体的外膜与溶酶体膜融合,底物蛋白进入溶酶体,最终被各类水解酶降解的一系列过程.然而,一些病毒的细胞感染过程与线粒体自噬的发生有着密切联系.本文对线粒体自噬发生的前提条件、起始与发展的全过程以及病毒感染对线粒体自噬的影响等进行综述,以期为进一步研究线粒体自噬提供新思路.     

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.     

M2型丙酮酸激酶与肿瘤自噬

M2型丙酮酸激酶(M2 isoform pyruvate kinase, PKM2)是糖酵解途径的关键酶。PKM2在多种肿瘤中高表达,且与肿瘤发生发展密切相关。自噬(autophagy)是一个溶酶体依赖的胞内降解过程。自噬通过对肿瘤细胞葡萄糖摄取、糖酵解途径进行调控,从而影响肿瘤的生物学行为。近年来的研究逐步揭示,PKM2与肿瘤自噬之间可相互调控,PKM2可影响肿瘤自噬的发生和结果,自噬可影响PKM2的活性和蛋白量,且二者的相互作用与病人总体生存率密切相关。这些发现将为针对PKM2及自噬的肿瘤临床治疗带来新的思路。     

新合成的7-氮杂异靛蓝抑制A549细胞增殖的作用及可能机制

研究新合成的N~1-(正-丁基)-7-氮杂异靛蓝(N~1-(n-butyl)-7-azaisoindigo,7-AI-b)抑制人非小型肺癌细胞A549的增殖,初步探索其抗肿瘤的机制。以不同浓度的7-AI-b作用于A549,MTT检测与相差显微镜观察相结合,分析7-AI-b对细胞增殖的影响;MDC染色和Western印迹检测自噬标志蛋白(LC3)的表达,研究药物处理后细胞是否发生了自噬。PI单染,流式检测细胞周期的变化;Fluo-3-AM荧光探针检测细胞中Ca~(2+)的含量。结果发现,7-AI-b以时间和剂量依赖性方式抑制细胞的增殖;MDC染色后,自噬小泡增多,LC3的总表达量增加,且由LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转变量升高。流式细胞检测发现细胞被阻滞在G_0/G_1期;同时,药物处理后,细胞内Ca~(2+)出现了超载。由此,新合成的7-AI-b有很好的抑制肿瘤细胞增殖的作用,其机制与引起细胞周期阻滞、诱导细胞自噬有关,胞内Ca~(2+)超载也参与了该作用。     

圣草酚调控Akt/mTOR通路对胶质瘤细胞自噬的影响CSCD

为研究圣草酚对胶质瘤细胞自噬的影响,探讨其通过调控Akt/mTOR通路在胶质瘤自噬过程中的作用。本研究采用CCK8和细胞克隆形成实验检测圣草酚对胶质瘤细胞增殖的影响。构建GFP-mRFP-LC3B稳定表达的细胞株,圣草酚(100μmol/L)处理48 h,观察自噬小体的形成情况;然后分别用圣草酚(100μmol/L)、雷帕霉素(200 nmol/L)以及圣草酚(100μmol/L)+雷帕霉素(200 nmol/L)处理48 h后观察自噬流的情况。利用蛋白免疫印迹法检测圣草酚对自噬及Akt/mTOR通路相关蛋白表达水平的影响。建立裸鼠皮下移植瘤模型,观察圣草酚在体内对胶质瘤自噬过程的影响。实验结果显示,圣草酚能够显著抑制胶质瘤细胞的增殖,且呈时间—剂量依赖性(P<0.05)。圣草酚使胶质瘤细胞中绿色自噬小体明显增多,LC3Ⅱ、Beclin 1、ATG5蛋白表达上调。圣草酚处理GFP-mRFP-LC3B稳转细胞株48 h后呈亮黄色,且减弱了雷帕霉素对自噬流的促进作用,并上调P62蛋白的表达。此外,圣草酚可抑制p-Akt、p-mTOR的表达,但该作用被Akt激动剂740 Y-P逆转。体内实验结果同体外一致。说明圣草酚能够抑制胶质瘤细胞的增殖和自噬流,其影响自噬过程的作用机制可能与下调Akt/mTOR通路有关。     

选择性自噬受体TAX1BP1的研究进展及意义

自噬是真核细胞内主要的降解系统之一,在清除细胞内受损物质方面发挥着重要作用。近年来,自噬与疾病的关系成为研究的热门话题。自噬功能的异常往往影响着疾病的发生、发展及预后。细胞通过自噬途径选择性地清除某些细胞质成分的过程称为选择性自噬。选择性自噬的发生通常需要自噬受体的参与,不同的自噬受体发挥的具体功能也不尽相同。其中,Tax1结合蛋白1(Tax1-binding protein 1,TAX1BP1)作为选择性自噬接头蛋白的一员,主要由一个SKIP羧基同源性域(SKIP carboxyl homology,SKICH)、一个微管相关蛋白I轻链3结合结构域(LC3-interacting region,LIR)、三个卷曲螺旋和一个羧基末端泛素锌指结合(ubiquitin-binding zinc finger,UBZ)结构域构成。这些结构域介导了TAX1BP1与其他蛋白质的相互作用,并在一定程度上对TAX1BP1在细胞中的功能产生影响。TAX1BP1同时调节NF-κB、JNK等信号通路;它广泛地参与到线粒体自噬、异体自噬以及溶酶体自噬等自噬进程中去;TAX1BP1的异常表达与炎症反应、恶性肿...     

内质网自噬的研究进展

内质网是蛋白、脂类、磷脂、类固醇以及寡糖的合成和修饰位点,同时也负责钙离子的储存与内源性及外源性产物的脱毒处理。与传统概念的巨自噬(macrophagy)不同,有一种自噬体对于其包含的物质是有高度选择性的,我们称它为选择性自噬。内质网自噬(ER-phagy)是调节内质网的碎片化,并把其递呈给溶酶体进行清除的一种选择性自噬的方式。它的主要功能是降解多余的内质网膜,控制内质网的体积和维持细胞稳态。内质网应激,营养枯竭,非折叠蛋白的聚集,病原入侵都能够导致内质网自噬。介导内质网自噬的受体包括FAM134B、SEC62、RTN3以及CCPG1。这些受体通过特异的模块把需要自噬处理的内质网与巨自噬相关分子联接。本文就内质网自噬受体的结构与功能以及内质网自噬在疾病中的作用进行概述,以期对这一新发现的选择性自噬的研究提供帮助。     

阿司咪唑对宫颈癌细胞HeLa自噬的影响

该研究利用蛋白质免疫印迹法(Western blot)、稳定表达m Cherry-EGFP-LC3B(microtubuleassociated proteins 1A/1B light chain 3B,LC3)自噬双标荧光细胞、mt-Keima荧光探针活细胞扫描技术在人宫颈癌细胞He La中检测了多种自噬相关标志物,探究了阿司咪唑(astemizole,AST)对He La细胞自噬的影响。结果表明,阿司咪唑在He La细胞中引起自噬标志蛋白质LC3-II与SQSTM1/p62的显著累积,并存在剂量和时间依赖性效应;阿司咪唑导致He La细胞存活率显著降低;用自噬抑制剂Bafilomycin A1(Baf-A1)阻断自噬流(autophagic flux)后,再加入阿司咪唑不能促进LC3-II进一步累积;阿司咪唑处理细胞后自噬体与自噬溶酶体的数量均显著增加;此外,阿司咪唑显著抑制了线粒体氧化磷酸化解偶联剂羰基氰化物间氯苯腙(carbonyl cyanide 3-chlorophenylhydrazone,CCCP)导致的线粒体标志蛋白质TOMM20(translocase of outer mitochondrial membrane 20)的降解,其线粒体自噬水平显著低于对照组。以上结果证明了阿司咪唑有抑制自噬流的作用,导致损伤的线粒体不能被顺利降解,并且提示该作用可能是通过抑制溶酶体功能实现的。     

姜黄素类似物抑制肿瘤细胞增殖的细胞学机制研究进展

姜黄素是一种具有多种生物学效应的天然多酚类物质,但其较低的稳定性和生物利用率等因素限制了其实际临床应用,具有同样类似活性的姜黄素类似物或衍生物目前越来越受到关注。已发现多种化学合成姜黄素类似物小分子能在体外和体内抑制肿瘤细胞增殖,具有潜在的抗肿瘤活性。自噬和凋亡是细胞两种面对外界刺激采取的主动自主行为,近来发现大部分姜黄素类似物小分子能通过诱导自噬或(和)凋亡通路途径引起细胞死亡,该文结合笔者课题组前期研究结果就姜黄素类似物诱导的细胞学机制进行综述,以期为未来有关姜黄素类似物的抗肿瘤药理作用研究提供参考。