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单荧光自噬

来源: 发布时间:2022年05月06日

什么是自噬?简单来说,细胞自噬,就好像一台电脑,用时间长了,出问题了,而断食引发的细胞自噬,就像是给它重装系统,让它焕然一新。自噬(Autophagy),希腊语“auto”(自我)和“phagein”(进食),直接翻译过来就是,自己吃自己。从专业上说是,细胞溶质的成分被降解,然后通过溶酶体(细胞里面有一个专门的小隔间,里面有消化蛋白质,碳水,和脂肪的酶,专门管这个小隔间叫做溶酶体(lysosome)),回收细胞中损坏的元件,循环再利用,组成一个新的细胞。LC3B-II 增加既可能是自噬活化后自噬小体增多而成,也可能是自噬溶酶体降解失败所致。单荧光自噬

在正常情况或短时间的饥饿状态下,细胞内的蛋白质主要通过泛素化蛋白酶系统降解为氨基酸。但数小时以上的饥饿后,自噬被活化并将蛋白质降解为氨基酸。关于这些氨基酸的用途,主要有三种途径:自噬的另一大功能是清理细胞内受损的细胞器或错误折叠的蛋白质。有时候自噬也会清理一些多余的细胞器(如过氧化物酶体)。自噬在清理垃圾方面的功能使自噬成为许多疾病的潜在调整靶点。已经有研究表明,自噬被阻止会导致不正常的蛋白质和细胞器在肝脏、神经细胞和肌肉细胞中累积。例如,在阿尔茨海默症中,可以观察到大量的自噬体,这可能与该疾病中累积的淀粉样蛋白变性有关。而在一些神经退行性变(如帕金森症、亨廷顿氏舞蹈症)的动物模型中,用TOR激酶阻止剂来模拟饥饿信号以增强自噬,可以减少致病的α-突触核的蛋白积累,并延缓症状出现。自噬Beclin1线粒体自噬发生过程中的关键步骤是自噬小体识别待降解线粒体。

对不同的细胞,自噬的作用可能不同。相同的细胞在不同的外部因素作用时,自噬的作用可能不同。在病变发生的发展的不同阶段,自噬的作用可能不同。病变生长的早期阶段自噬增强,是由于此时病变的血管化作用不足,病细胞的营养供给有限,需要通过自噬为自身提供营养。病变进入发展阶段后基因变异积累,使包括Beclin1在内的众多抑病基因失活,自噬活力降低。对单个细胞和对整个病变阻滞的作用可能不同。自噬功能不全的细胞易于坏死,但是坏死组织产生的细胞因子(包括部分生长因子)反而会促进病变的生长。

在做有氧运动时(低强度的运动),这个低强度运动只需要足够的额外能量,提供给身体能提高一点效率的需要;为了提高效率,它舍弃了那些我们不需要的废弃细胞部分。如果增加运动强度,身体会进入高压模式,自噬的效果开始减弱。因此,保持适当运动强度才可以提高身体的自噬能力,主要原因是:(1)乙酰辅酶A的耗竭。当你用尽燃料(葡萄糖)时,身体开始启动自噬;当用尽蛋白质、脂肪、碳水化合物时,身体开始提高自噬作用(因为没有食物可用)。(2)降低mTOR。mTOR是自噬的启动信号,当举重、增肌,甚至增脂时就会释放出自噬的信号。它们的关系很像胰岛素和血糖的关系,当自噬高时,mTOR会低,而当mTOR高时,自噬能力会低,两者不断地保持一种平衡。当你在做一些轻松的运动,mTOR低,自噬能力提高;当你做比较强的度运动,mTOR升高,自噬能力降低。因为身体只是在试图修復和建造,而不是要消化所有储备的能量。(3)提高AMPK。AMPK是体内能量传感器,当你用尽燃料时,这个传感器将把开关打开,开始从体内脂肪和整个身体中吸收能量,包含吸收老旧细胞,这就是自噬,这也是心肺运动如此强大的地方。自噬在肝病的发生的发展中发挥重要作用,但其影响呈双面性。

目前认为,自噬体的膜不是直接来源于高尔基体或内质网,而是在胞浆中重新生成的,但具体的机制尚不清楚。当beclin-1被活化后,胞浆中先形成比较多个membranesource(自噬体膜发生中心),在它们不断扩展的过程中,VMP1蛋白由内质网和高尔基体转位到自噬体膜上(VMP1又叫TMEM49,已知唯独与自噬有关的跨膜蛋白),同时,MAP1-LC3由胞浆型(即LC3-I)转位到自噬体膜(即LC3-II),LC3这一转变过程可被WesternBlot和荧光显微镜检测到,现已成为监测自噬体形成的推荐方法。UA可引导粒线体的自噬作用,并防止有功能障碍粒线体的累积。在囓齿动物理,UA可经由粒线体引发增进运动能力,这些新的发现建议UA在增进粒线体和肌肉功能方面有医药潜力。虽然自体吞噬不直接破坏细胞膜和细胞核,但断裂或消化刚发生时,细胞膜和细胞核会变成溶酶体消化分解自身。单荧光自噬

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;单荧光自噬

推动关系中自噬并不直接参与诱导细胞死亡,而是作为能量供应者保障凋亡顺利进行。例如细胞在营养匮乏的情况下,通过上调自噬维持胞内ATP水平,使得胞内磷脂酰丝氨酸向胞外暴露释放出凋亡信号。凋亡小体形成的膜出泡过程依赖于ATP驱动肌动球蛋白收缩,如若阻止自噬会阻碍这类ATP依赖性凋亡特征发生,但对其它凋亡反应并无影响。细胞自噬与细胞凋亡交互作用的重要调节子凋亡与自噬的多重交互作用方式必然存在共同的信号通路和调节蛋白,研究人员将其称为交互作用调节。单荧光自噬