关于细胞自噬，这些你都知道吗？
细胞自噬是指在自噬相关基因的调控下，利用溶酶体降解自身受损的细胞器及大分子物质的过程，以此维持细胞自身的需要及细胞器的更新。
一、细胞自噬的基本概念及特征
1、自噬的过程
细胞质中的线粒体等细胞器首先被称为“隔离膜”的囊泡所包被,这种“隔离膜”主要来自于内质网和高尔基体;囊泡逐渐闭合最终形成双层膜结构,即自噬体，其大小约为 500 nm左右，囊泡内常见的包含物有胞质成分和某些细胞器如线粒体、内吞体、过氧化物酶体等;自噬体的外膜与溶酶体融合形成降解自体吞噬泡；由溶酶体内的酶降解自体吞噬泡中的内容物和内膜。
2、自噬的形态学变化
在电镜下能观察到高尔基体等细胞器膨胀，细胞核固缩，形成大量的吞噬泡，细胞质膜发生特化。
3、自噬的分类
①巨自噬（Macroautophagy）：最为常见，即上面说的自噬过程。
②微自噬（Microautophagy）：是指溶酶体主动、直接吞噬胞浆成分的一种方式。
③分子伴侣介导的自噬（CMA）：一些分子伴侣，如hsp70，能帮助未折叠蛋白转位入溶酶体。
4、影响因素
其影响因素包括：饥饿、蛋白聚集、凋亡、缺氧、病原体感染等，均会造成细胞自噬产生。正常情况下，细胞自噬发生的概率很低，只有受到以上因素的影响时，自噬才会被激活，参与机体稳态调控。
二、细胞自噬信号通路
自噬的调控
1、依赖mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶点）途径的自噬
1）PI3K-AKT-mTOR信号通路
2）AMPK-TSC1/2-mTOR 信号通路
2、其它的信号通路
1）3-甲基腺嘌呤（3-MA）通过抑制Class ⅢPI3K的活性抑制自噬。
2）beclin1和UVRAG作为正调控子，抗凋亡因子bcl-2作为负调控子共同参与组成Class ⅢPI3复合物调控自噬。
3）GTP结合的G蛋白亚基Gαi3抑制自噬；GDP结合的Gαi3蛋白活化自噬。
4）死亡相关蛋白激酶（death-associated protein linase,DAPK）和DAPK相关蛋白激酶（DAPK-related protein kinase-1,DRP-1）诱导自噬。
三、细胞自噬的研究方法
1、自噬体的观察
直接法：直接在透射电镜下观察自噬不同阶段的形态变化
① 初期，主要特征是成新月状，单层或多层膜
② 中期：双层或多层的液泡状结构即自噬体结构，内含胞浆成分，如线粒体、内质网等
③ 后期：形成自噬溶酶体，单层膜，胞浆成分已降解。
间接法：
① RFP-GFP-LC3双荧光标记
该原理为，当自噬体与溶酶体未发生融合时，RFP荧光和GFP荧光都是存在的，当自噬体与溶酶体发生融合时，导致GFP淬灭，此时只能观察到红色荧光。 |
② GFP-LC3单荧光标记
原理为自噬形成时，GFP-LC3融合蛋白转移到自噬体膜上，在荧光显微镜下可以看到多个绿色斑点，一个斑点可看成是一个自噬体，可通过计数确定自噬活性的高低。 |
③ MDC染色
MDC是一种嗜酸性的荧光色素，由于能使所有的酸性泡着色，故为非特异性染色。 |
2、自噬相关蛋白的研究
通过Western Blot检测LC3II/I，p62，Beclin-1，ULK1蛋白的表达量
四、自噬研究进展
（1）细胞自噬与神经退行性疾病
Yan Yin ，etal，Ageing Research Reviews，2017
Yan Yin等人研究发现，在神经退行性疾病例如阿尔茨海默病中，β-淀粉样蛋白在脑部的沉积可以抑制自噬体和溶酶体的融合，从而抑制自噬，导致神经细胞的死亡。
（2）细胞自噬与中药靶点研究
Bing Cui，etal，Asian Natural products Research，2017
Bing Cui等人研究了多种中药成分在自噬调控中的作用，发现黄连素通过AMPK，抑制mTOR，进而促进细胞自噬；黄酮类药物主要与癌症相关，通过激活Beclin1，促进细胞自噬；多酚类药物在心血管疾病中应用较多，通过P38和LC3等靶点促进细胞自噬。
（3）细胞自噬与病原体感染
Yan Zhou，etal，Bbadis，2017
Yan Zhou等人研究发现，轮状病毒RV NSP4抑制IGF受体，阻断其与PI3K的结合，抑制了下游mTOR信号通路，解除了对ULK1的抑制作用，从而促进自噬，为病毒在宿主体内增殖提供条件。
（4）细胞自噬与免疫
SamuelD Dowling，etal，Cancer Lett，2018
T细胞的激活与TCR信号通路和CD28信号通路有关，TCR信号通路和CD28信号通路的激活能促进IL-2的转录表达，IL-2与其受体结合，激活自噬相关通路，可以将错误折叠的蛋白和一些细胞器降解，为细胞生存提供条件。
（5）细胞自噬与肿瘤
细胞自噬与肿瘤的关系较为复杂，一方面，正常细胞自噬增强，可表现出抑制肿瘤发生的功能；另一方面，肿瘤细胞也可通过增强细胞自噬来对抗由缺氧、代谢产物、治疗药物诱导的应激反应。
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