广州自噬小体
通常情况下,除了研究自噬现象本身,大家更多的是将自噬与各种生命活动或者疾病结合起来,把自噬作为这些方向的一个机制来研究。通常的研究模式:1)证明自噬参与了相关研究表型(电镜、LC3II/I-WB、LC3亚细胞定位、LC3荧光示踪监测自噬流等)2)证明自噬在表型中起到关键作用(通过自噬抑制剂、激动剂进行关联研究)3)找到表型与自噬桥梁分子(检测pI3K通路、Beclin-1、ATG家族各成员)4)在基因层面通过gainof/lostoffunction研究桥梁分子在自噬中的作用。自噬是一个动态过程, jin检测自噬小体形成及LC3点状聚集等指标无法体现有效的自噬活化。广州自噬小体
细胞自噬(autophagy)一词来自希腊单词auto-,意思是“自己的”,以及phagein,意思是“吃”。所以,细胞自噬的意思就是“吃掉自己”。细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解并得以循环利用。虽然人们早就知道自噬存在,但是只有在大隅良典的精巧实验之后,人们才意识到它的机制、懂得了它的重要性。浙江双荧光自噬自噬参与了PD的发病过程,过量的α-syn可抑制自噬。
自噬在古希腊语中是“自(auto)食(phagy)”。它是一种保守的细胞自我降解方式,是将受损细胞器及大分子物质通过溶酶体降解再利用的过程。基础水平的自噬是维持细胞稳态所必需的,同时自噬参与**老、分化及发育、免疫及清理微生物、病变等疾病的病理生理过程。根据结合分子的方式,自噬分为:巨自噬(macroautophagy)、微小自噬(microautophagy)和伴侣分子介导的自噬(chaperone-mediatedautophagy,CMA)。其中巨自噬研究得较多,本文所论述的自噬即指巨自噬。
自噬是一系列自噬体结构演变的过程,由自噬相关基因执行精细的调控。在饥饿、低氧、药物等因素作用下,待降解的细胞成分周围会形成双层结构分隔膜,随后分隔膜逐渐延伸,然后将待降解的胞浆成分完全封闭形成自噬体;自噬体形成后将通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体,二者融合形成自噬溶酶体;然后其内容物在溶酶体酶作用下被细胞降解利用。目前研究发现自噬调节涉及多种信号通路,其中以腺苷单磷酸活化蛋白激酶及哺乳动物雷帕霉素受体信号通路为调控中心。AMPK促进自噬发生,而mTOR阻止自噬发生。此外,许多经典的凋亡信号通路或蛋白被发现与自噬调控之间存在着复杂的交织。在用GFP-LC3B慢病毒感染细胞后,在非自噬的情况下,荧光显微镜下GFP-LC3B以弥散的形式存在于细胞质中;
自噬的可诱导特性:表现在2个方面,第1是自噬相关蛋白的快速合成,这是准备阶段。第二是自噬体的快速大量形成,这是执行阶段。批量降解:这是与蛋白酶体降解途径的明显区别「捕获」胞浆成分的非特异性:由于自噬的速度要快、量要大,因此特异性不是首先考虑的,这与自噬的应急特性是相适应的。自噬的保守性:由于自噬有利于细胞的存活,因此无论是物种间、还是各细胞类型之间(包括病变细胞),自噬都普遍被保留下来。除了降解方面的功能,自噬本身也是一种将胞内物质运输到溶酶体中的手段。这一过程对非特异性免疫比较重要,因为许多非特异性免疫受体(如TLR3、TLR7、TLR8、TLR9)都分布在溶酶体内表面。以往认为,外源的免疫原性物质往往通过胞吞作用进入溶酶体,而现在发现,细胞质中的免疫原性物质(如病毒RNA)也可以通过自噬被运送至溶酶体,然后与TLR相互作用。自噬在这方面的功能被认为与一些自身免疫性疾病的发生或进展有关。中间双重细胞膜囊泡是一种自噬体,可与溶酶体相结合,形成自噬体。杭州mRFP-GFP-LC3双荧光自噬慢病毒包装
自噬阻止剂可以通过阻止自噬通路中的某种蛋白来实现阻止自噬,也可以通过直接扰乱溶酶体功能来阻止自噬。广州自噬小体
在细胞自噬的过程中,其C端暴露的甘氨酸经过一个类似泛素化的过程,以ATG7为E1样jihuo酶(E1-like activating enzyme), 以ATG3为E2样连接酶(E2-like conjugation enzyme),以Atg12-Atg5-Atg16复合物为E3样连接酶(E3-like ligase),在C端甘氨酸上共价连接上磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)而成为LC3B-PE即LC3B II。与胞质定位的LC3B I不同,LC3B II定位于自噬体(autophagosome)的内膜和外膜上。在自噬体与溶酶体融合后,自噬体外膜上的LC3B II被Atg4所酶切,而自噬体内膜上的LC3B II则被溶酶体内的蛋白酶所降解。尽管LC3B II比LC3B I的分子量要大,但由于其极强的疏水性,在SDS-PAGE电泳时,LC3B II比LC3B I迁移得更快,其表观分子量分别为14kD和16kD。广州自噬小体
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