鱼类细胞自噬研究进展

自噬是广泛存在于真核生物中的生命现象,对于细胞的生长、分化、发育和维持细胞内环境稳态等方面具有重要意义。尽管对于作为低等脊椎动物的鱼类细胞自噬研究起步较晚,但近几年围绕其自噬的诱导、自噬相关基因表达及调控、鱼类病原诱导的自噬,特别是以斑马鱼为试验模型开展的自噬与发育调控关系等研究都取得了一些进展,就此进行综述。     

斑马鱼用于病原菌感染与免疫及自噬的研究进展

斑马鱼作为一种脊椎动物模型,是研究病原菌感染与免疫的理想对象,目前已成功构建了多种细菌感染斑马鱼模型。由于其在通体透明的幼鱼阶段只有天然免疫系统发育完善,因此利用斑马鱼研究天然免疫具有许多优势,且能避免获得性免疫的干扰。自噬作为一种高度保守的胞内降解过程,是天然免疫的重要部分,可通过Toll样受体或黏膜免疫系统等参与对细菌的应答。目前,对斑马鱼自身发育需要及清除母体残留物所进行的自噬已进行了初步研究。最近细菌感染斑马鱼的体内自噬研究模型已成功构建,这对体内异源自噬机制的研究意义重大。本文就近年来利用斑马鱼模型研究病原菌感染与免疫及自噬的进展作一综述。     

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。     

猪丁型冠状病毒感染引致细胞自噬的研究进展

细胞自噬是利用溶酶体对细胞内多余、受损、死亡的蛋白质和细胞器进行降解的一种过程。细胞受到病毒等刺激时,为了维持内环境稳态,细胞自噬常有发生,虽然细胞自噬可以有效抵抗病毒入侵,但这个过程也会对病毒感染产生负作用。猪丁型冠状病毒(porcine deltacoronavirus,PDCoV)感染细胞时会引发细胞发生自噬现象。本文从自噬的种类和发生流程、自噬与PDCoV互作及相关检测方法等方面,对细胞自噬在PDCoV感染中如何抵抗和促进病毒复制进行了阐述,对进一步研究PDCoV致病机制和防控具有积极意义。     

几个能量代谢相关蛋白在HeLa细胞自噬过程中表达下调

自噬是真核细胞中的一种保守的代谢信号通路。人们已经知道自噬与肿瘤发生等疾病密切相关,但对于自噬的分子机制仍然不是很清楚。鉴定更多的自噬相关蛋白对于进一步阐明自噬的分子机制具有重要意义。该研究使用饥饿法处理HeLa细胞,通过电镜观察以及检测自噬标记蛋白LC3-I的转换,证实HeLa细胞发生了明显的自噬。之后,使用双向电泳结合串联质谱分析鉴定细胞自噬时发生变化的蛋白质。结果发现果糖二磷酸醛缩酶A、GAPDH和ATP合成酶O亚基的量在HeLa细胞发生自噬后明显降低。实时定量PCR结果证明饥饿诱导后,这三种蛋白的mRNA水平都发生了明显的下降。使用自噬抑制剂3-Methyladenine预处理HeLa细胞后再行饥饿,三种蛋白mRNA的表达水平与正常细胞相当而明显高于饥饿诱导的细胞。结果表明这三种蛋白在饥饿诱导的自噬中表达下调,其分子机制还有待进一步研究。     

自噬的前世今生

自噬是细胞通过溶酶体（或液泡）分解自身组分以达到维持细胞内正常生理活动及稳态的一种细胞代谢过程。自噬作为一种在真核生物中保守存在的细胞通路,与人类的疾病与健康息息相关。2016年,诺贝尔生理学或医学奖颁发给为自噬通路研究做出过卓越贡献的日本生物学家大隅良典（Yoshinori Ohsumi）。本文其一旨在通过介绍自噬及自噬相关基因的发现细节,带领读者了解自噬被发现和阐释的历程;其二旨在通过介绍自噬起始的相关机制及自噬与疾病的联系,引导读者对于自噬生理功能有更深入的理解;最后本文还提出了一些自噬领域目前尚待进一步研究的方向,供读者参考。     

自噬标志分子ATG8同源蛋白的生物信息

自噬是细胞重要的代谢途径,ATG8在自噬体形成过程中起着重要的作用。对ATG8蛋白进行生物信息学分析研究十分必要。本研究以NCBI中人ATG8同源蛋白序列数据为研究材料,分析其与10种模式生物间基因拷贝数、氨基酸序列、蛋白质保守位点相关性。结果表明,人6种ATG8同源蛋白分别定位于5条染色体上,均有泛素样GABARAP结构域。并且,所有模式生物的ATG8同源蛋白中N-端氨基酸序列保守性强于C-端序列。本研究构建的ATG8同源蛋白系统发育树显示,人的ATG8同源蛋白与脊椎动物(斑马鱼,爪蟾,小鼠,大鼠,牛)的ATG8蛋白亲缘关系更近,人的GABARAPs与酵母的ATG8蛋白与的亲缘关系较近。本研究为研究细胞自噬过程及机制提供了丰富的生物进化和生物信息数据支持。     

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.     

沙门菌-斑马鱼感染模型用于自噬的研究

本文旨在构建沙门菌-斑马鱼感染模型,研究幼年斑马鱼体内的异源自噬。用不同浓度鼠伤寒沙门菌浸染受精后72h的幼年斑马鱼,绘制7d内斑马鱼的存活率曲线以确定适宜的细菌感染量。以上述细菌量感染斑马鱼后,荧光显微镜下观察沙门菌在体内的播散情况;在不同时间点计数细菌菌落,并用蛋白免疫印迹法检测自噬相关蛋白Lc3和p62的表达,同时在电子显微镜下观察自噬体结构。结果显示,以1×109CFU/ml细菌量感染斑马鱼后,2d内斑马鱼存活率为100%,第3天开始出现死亡。荧光显微镜下发现,感染后4h鱼体中有细菌侵入,3d后细菌扩散至全身。细菌计数结果显示,整条鱼感染的细菌量随时间延长不断增加,但感染后10h侵入鱼体细胞中的菌量显著低于8h。蛋白免疫印迹结果显示,感染后8hLc3-Ⅱ表达显著升高,p62表达显著降低。透射电子显微镜下,感染后8h幼鱼细胞中可观察到自噬体和自噬溶酶体结构。以上结果提示,用鼠伤寒沙门菌浸染幼年斑马鱼构建的模型可用于追踪病原菌感染引起的异源自噬的动态变化。     

线粒体自噬的研究进展

线粒体自噬(mitophagy)是指细胞通过自噬机制选择性清除多余或损伤线粒体的过程,对于线粒体质量控制以及细胞生存具有重要作用。在线粒体自噬的过程中,线粒体自噬受体FUNDCl、Nix、BNIP3,接头蛋白OPTN、NDP52以及去泛素化酶UPS30、UPS8等发挥了重要的调控作用。近年来,研究发现线粒体自噬与神经退行性疾病、脑损伤以及胶质瘤相关。因此,研究线粒体自噬的分子机制具有重要意义。本文就与哺乳动物相关的线粒体自噬分子机制及最新研究进展做一综述。     

自噬在帕金森症中的研究进展

自噬是维持正常细胞稳态所必需的一种动态自我降解和再循环过程,其最终目的是通过溶酶体蛋白酶降解底物,清除细胞内异常蛋白质和受损细胞器,维持细胞正常功能。越来越多的研究表明,病理情况下,神经细胞自噬紊乱与帕金森症的发生发展具有密切联系。论文综述了近年来自噬功能紊乱在帕金森症中的研究进展,介绍了帕金森症相关基因与自噬的关系,并讨论了靶向自噬的帕金森症治疗手段。     

细胞自噬发生的表观遗传调节

细胞自噬是一种进化上保守的, 通过吞噬降解自身大分子物质或细胞器来维持细胞生存的活动。自噬与多种生命活动息息相关, 其功能的紊乱往往会导致肿瘤发生、神经退行性疾病、微生物感染等疾病。研究表明, 表观遗传修饰可以调控细胞自噬的发生, 并在细胞自噬的生物学功能调节过程中发挥重要作用, 但具体调控机制尚需进一步探究。文章综述了细胞自噬发生过程中存在的表观遗传效应, 包括组蛋白乙酰化对细胞自噬激活或抑制的负反馈调控, 通过DNA甲基化调节自噬相关基因活性来影响细胞自噬的发生, miRNA通过靶向调节自噬相关基因表达来影响组蛋白修饰, 从而调控细胞自噬的发生及作用过程等, 旨在为人们进一步研究细胞自噬发生过程中的表观遗传修饰及其机制提供信息依据。     

自噬与小胶质细胞相关神经炎症

小胶质细胞是中枢神经系统中重要的神经免疫细胞,当中枢神经系统受到刺激后,小胶质细胞通过炎症反应来应对这种刺激,这种炎症反应在神经性疾病中具有重要作用。研究发现,小胶质细胞自噬在炎症的发生与发展中也发挥了重要作用,它能直接或间接地影响炎症反应,同时自身也被其他信号调控。自噬过程有利有弊,适当的自噬过程能促进疾病的恢复,自噬紊乱则使病情恶化,所以明确自噬的调控机制对治疗和预防相关疾病具有重要意义。本文综述了近年来自噬在小胶质细胞相关炎症中研究进展,以及其可能的调控机制,以期为相关研究人员提供一定帮助。     

浮游植物细胞自噬作用特点及研究方法

自噬(Autophagy)是真核生物细胞中一类高度保守的、依赖于溶酶体或液泡途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的生物学过程。细胞自噬除维持细胞稳态外,在细胞响应各种外界胁迫中也发挥重要作用。近年来,陆续发现浮游植物能够通过细胞自噬应答众多环境胁迫,并在浮游植物细胞中鉴定出了类似于哺乳动物细胞中的核心自噬功能单位。自噬作为一种独特的程序性细胞死亡(PCD)形式,对浮游植物遭受胁迫后的个体存活及种群延续具有至关重要的作用。因此,细胞自噬也将成为浮游植物研究领域的一个新的着力点。主要综述了浮游植物细胞中自噬的保守性、诱导因素、调控机制、自噬与凋亡的交互作用以及浮游植物自噬研究方法等研究进展。     

细胞自噬与肿瘤

自噬是广泛存在于真核细胞内的一种细胞分解自身构成成分的生命现象.细胞内的双层膜结构与溶酶体结合后其内包裹的受损、变形或衰老细胞器蛋白质等被水解酶类降解.细胞自噬具有多种生理功能,生命体借此维持蛋白质代谢平衡及细胞环境稳定,这一过程在细胞清除废物、结构重建、生长发育调节中发挥重要作用. 细胞自噬也与肿瘤的存活和死亡等过程密切相关. 近年来对细胞自噬的研究有了较大的深入,本文主要对自噬体的形态和发生过程及其分子机制、信号调节通路、自噬研究的检测方法,以及自噬与细胞凋亡和肿瘤发生的关系等方面进行概述,以期较全面地了解细胞自噬作用和最新研究动态.     

Toll样受体与细胞自噬

Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)是存在于一线防御细胞上的一种识别病原体相关分子模式(pathogen-asso-ciated molecular pattern,PAMP)的受体,在免疫反应中发挥重要作用。自噬是一种进化过程中保留的细胞反应机制,不仅是细胞适应各种代谢压力的生存机制,还被认为参与了天然免疫和获得性免疫过程。本文将TLR与自噬在免疫反应中的研究进展进行综述。     

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.     

细胞自噬与肿瘤发生的关系

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进行消化降解的过程.正常生理情况下,细胞自噬利于细胞保持自稳状态;在发生应激时,细胞自噬防止有毒或致癌的损伤蛋白质和细胞器的累积,抑制细胞癌变;然而肿瘤一旦形成,细胞自噬为癌细胞提供更丰富的营养,促进肿瘤生长.因此,在肿瘤发生发展的过程中,细胞自噬的作用具有两面性.尽管大多数抑癌蛋白可以激活细胞自噬这一结论被广泛接受,但p53作为重要的抑癌蛋白,在细胞核和细胞浆不同的亚细胞定位中对细胞自噬有着截然相反的调控.对于细胞自噬和癌症发生之间关系亟待深入的研究,这将会有助于人类更好地认识并最终攻克癌症.本文将针对细胞自噬与肿瘤发生过程中主要的信号调节通路展开介绍.     

LncRNA:一种新型调控细胞自噬的分子

细胞自噬(autophagy)与肿瘤、病原体感染、神经退行性疾病等密切相关。长链非编码RNA(long noncoding RNA,lnc RNA)是一组长度超过200 nt、无蛋白质编码功能的转录本。lnc RNA可作为一种新型调控细胞自噬的分子,深入了解lnc RNA在细胞自噬过程中的调控作用,对细胞自噬相关疾病的治疗与预防都具有重要的意义。现介绍近期lnc RNA对细胞自噬调控研究的新进展。     

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。