自噬即细胞的自我吞噬,是细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程,其形成主要有3种形式:巨自噬(macroautophagy)、微自噬(microautophagy)、分子伴侣介导的自噬(chaperone[1]mediated autophagy,CMA)。至少有4个分子部件参与自噬的调控,包括自噬相关基因1(Atg1)/unc-51-like激酶(ULK)复合物、Atg6(Beclin1)/III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶(Class III PI3K)复合物、跨膜蛋白Atg9和VMP1以及泛素样蛋白(Atg12和Atg8/LC3)结合系统。它们直接受到细胞内应激信号的调控,在细胞自噬的不同时期发挥着不同的作用。自噬在心肌缺血再灌注过程不同阶段发挥着不同的作用。北京自噬Beclin1
线粒体受体蛋白包括电压依赖性阴离子通道蛋白1、Mfn1与Mfn2等;自噬受体调节蛋白包括视神经蛋白、核点蛋白52等。自噬受体蛋白通过泛素结合结构域可与微管相关蛋白轻链3(microtubuleassociatedproteinlightchain3,LC3)相互作用。LC3通过其LC3相互作用区域的作用定位于泛素化的线粒体上,使泛素化的线粒体被吞噬泡膜所识别,吞噬泡扩张,将线粒体完全包裹,形成线粒体自噬体,被溶酶体识别吞噬,启动线粒体降解程序,完成线粒体自噬。FUNDC1是线粒体外膜上的一种3次跨膜蛋白,由155个氨基酸构成。FUNDC1发挥功能的基础是位于N端的一段典型的LC3相互作用区域:Y(18)xxL(21)序列。FUNDC1凭借LC3相互作用区域序列的疏水作用与LC3结合,在FUNDC1介导线粒体自噬过程中起关键作用。浙江透射电镜检测自噬自噬可以触发细胞死亡,清理已经被活性氧氧化应激所破坏而无法修复的细胞。
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。
RFP是一种红色荧光蛋白,当其与GFP进行LC3B的共同标记时,在GFP被溶酶体酸性环境所淬灭的情况下,可以发出红色荧光的RFP因为其zhuoyue的稳定性而被保留。因此,通过融合表达RFP-GFP-LC3B蛋白,可以非常有效地追踪自噬过程。在用RFP-GFP-LC3B慢病毒感染细胞后,在非自噬的情况下,荧光显微镜下RFP-GFP-LC3B以弥散的黄色荧光(RFP和GFP的综合效果)形式存在于细胞质中;而在自噬的情况下,荧光显微镜下RFP-GFP-LC3B则聚集在自噬体膜上,以黄色斑点的形式表现出来(LC3B dot or punctae);当自噬体与溶酶体融合后,因GFP荧光的部分淬灭而以红色斑点的形式表现出来。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。
到目前为止伴随使用自噬晚期抑制剂,通过检测LC3B-I/II 转化是自噬流检测的金指标。当使用自噬晚期抑制剂巴弗洛霉素 A1 (bafilomycin A1, Baf A1)刺激细胞时,细胞内自噬溶酶体降解被抑制,此时观察到的 LC3B-II 的变化jindaibiao自噬小体数量的改变。当细胞自噬流活化后,LC3B-II 的含量会在使用 Baf A1的基础上进一步增加,而当细胞自噬流阻断后, LC3B-II 的含量则不会在使用 Baf A1 的基础上发生改变。除 Baf A1 外,其他一些能提高溶酶体 pH 值的自噬晚期抑制剂也可以用于自噬流的检测。若待检测药物+Baf A1 组 LC3B-II 与jin Baf A1 处理组相比明显增加则daibiao所检测药物可以增加自噬小体或自噬溶酶体的合成。相反,若处理组与对照组相比,LC3B-II 降低则daibiao处理药物减少自噬小体的合成。细胞自噬过程中损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体或液泡中进行降解并循环利用。杭州电镜检测自噬
大自噬是较为主要的自噬通路,负责将细胞质内物质通过中间双重细胞膜囊泡传输至溶酶体。北京自噬Beclin1
在荧光显微镜下采用GFP-LC3等融合蛋白来示踪自噬形成(常用):GFP-LC3单荧光指示体系。由于电镜耗时长,不利于监测(Monitoring)自噬形成。我们利用LC3在自噬形成过程中发生聚集的现象开发出了GFP-LC3指示技术:无自噬时,GFP-LC3融合蛋白弥散在胞浆中;自噬形成时,GFP-LC3融合蛋白转位至自噬体膜,在荧光显微镜下形成多个明亮的绿色荧光斑点,一个斑点相当于一个自噬体,可以通过计数来评价自噬活性的高低。研载生物已开发出高效的评价用GFP-LC3病毒载体,通过瞬时高效传染细胞,配合活细胞工作站成功评价自噬流。北京自噬Beclin1