当自噬体与溶酶体融合后,形成自噬溶酶体。自噬性溶酶体是一种自体吞噬泡,作用底物是内源性的,即细胞内的蜕变、破损的某些细胞器或局部细胞质。这种溶酶体普遍存在于正常的细胞内,在细胞内起“清道夫”作用,作为细胞内细胞器和其它结构自然减员和更新的正常途径。在组织细胞受到各种理化因素伤害时,自噬性溶酶体大量增加,因此对细胞的损伤起一种保护作用。自噬性溶酶体的作用底物是内源性的,即来自细胞内的衰老和崩解的细胞器或局部细胞质等。它们由单层膜包围,内部常含有尚未分解的内质网、线粒体和高尔基复合体或脂类、糖原等。正常细胞中的自噬性溶酶体在消化、分解、自然更替一些细胞内的结构上起着重要作用。当细胞受到药物作用、射线照射和机械损伤时,其数量明显地增多。在病变的细胞中也常可见到自噬性溶酶体。在组织细胞受到各种理化因素伤害时,自噬性溶酶体大量增加,因此对细胞的损伤起一种保护作用。自噬方面,P53通过转录依赖和非依赖机制发挥调节作用。河南GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装
磷酸甘油变位酶家族蛋白5(phosphoglyceratemutasefamilymember5,PGAM5)激huo可使Ser13去磷酸化,促进其与LC3的作用。有研究表明,PGAM5的作用受Bcl-2L1/Bcl-xL调控。生理条件下Bcl-2L1/Bcl-xL通过BH3结构域抑制PGAM5的激酶活性,提高Ser13在FUNDC1上的磷酸化水平,从而抑制线粒体自噬。低氧时,Bcl-2L1降解,释放PGAM5,PGAM5去磷酸化Ser13,激huo线粒体自噬。Tyr18、Ser13、Ser17联合调节FUNDC1介导的线粒体自噬途径。有研究证实,miR-137也可以通过抑制FUNDC1的表达而负性调节该通路。另有相关报道,PGAM5-FUNDC1可能与PINK1-Parkin途径有相互作用,且PGAM5和FUNDC1的缺失可抑制Parkin介导的线粒体自噬。广州细胞自噬透射电镜细胞自噬是一种进化上高度保守的饥饿应答机制。
自噬过程的调控:自噬这一过程一旦启动,必须在度过危机后适时停止,否则,其非特异性捕获胞浆成分的特性将导致细胞发生不可逆的损伤。这也提醒我们在研究自噬时一定要动态观察,任何横断面的研究结果都不足以评价自噬的活性。目前,已经报告了许多因素能诱导细胞发生自噬,如饥饿、生长因子缺乏、微生物传染、细胞器损伤、蛋白质折叠错误或聚集、DNA损伤、放疗、化疗等等,这么多刺激信号如何传递的、哪些自噬蛋白接受信号、又有哪些自噬蛋白去执行等许多问题都还在等待进一步解答中。关于传递自噬信号的通路目前比较肯定的有:阻止类ClassIPI3Kpathway(PI-phosphatidylinositol,磷脂酰肌醇)与IRS(Insulinreceptorsubstrate)结合,接受胰岛素受体传来的信号(血糖水平高阻止自噬)。
自噬体是自噬的标志性结构。自噬体属于亚细胞结构,直径一般为300~900nm,平均500nm,普通光镜下看不到。通过透射电子显微镜发现自噬体一直是观察自噬现象常用的方法,是自噬检测的“金标准”。透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)是使用较多的一类电镜。通过发射电子束从而穿过超薄的样品,同时与样本相互作用,既而形成图像。透射电镜具有分辨率高和放大倍数高的优点。其分辨率为0.1-0.2nm,放大倍数为几万到几十万倍。山柰酚和雷公藤红素可通过诱导自噬途径保护鱼藤酮诱导的SH-SY5Y神经细胞。
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,因为溶酶体是自噬完成的关键场所。氯喹和羟氯喹是两种临床中常用的药物,较早它们被用于调整疟疾,后来又发现其对SLE等病有效,它们都是通过降低溶酶体酸性、扰乱溶酶体功能来阻止自噬的。这些分子现在也在临床实验中与化疗药物联用以降低耐药性。解决特异性不足的一个未来的研究方向,是针对特异性更高的靶点(即该蛋白只存在于自噬通路中)开发阻止剂/激动剂。另外,针对系统性的脱靶效应,可以通过靶向递送的方式将脱靶效应降至较低,例如将自噬阻止剂与化疗药物连接在同一个靶向到病变的药物载体上,使其只影响病变中的自噬水平而不干扰免疫系统。在自噬过程中,通过压力诱导自噬后,细胞质物质被自噬体的双膜结构隔离。自噬为细胞的再生和修复提供原料,实现细胞内物质的循环利用。江苏单荧光自噬慢病毒包装
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。河南GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装
自噬与凋亡合作方式在现有研究报道中较为多见。该种情况下,自噬与凋亡的调控目标都是促进细胞死亡。合作方式分为3种:(1)各自同步引发细胞死亡;(2)一种为主,另一为辅;(3)一方功能缺陷情况下,另一方替补诱导细胞死亡。许多诱导凋亡的刺激常常也会诱导自噬,比如神经酰胺调整乳腺病和结肠病中均发现凋亡与自噬同时上调。在调整T淋巴细胞的临床试验中也发现二者被同时唤醒,药物氯碘喹啉通过扰乱mTOR信号通路诱导白血病细胞和骨髓瘤细胞发生自噬性死亡和凋亡;靶向敲除自噬相关蛋白ATG7或用自噬阻止剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)会阻止caspase唤醒,减少细胞凋亡;许多情况下,自噬诱导细胞死亡的潜力被凋亡所阻止,但它会在凋亡功能缺陷时发挥关键作用。依托泊苷、毒胡萝卜内酯等处理的凋亡缺陷Bax/Bak−/−的小鼠胚胎成纤维细胞中发现细胞自噬上调,特异性阻止剂阻止自噬后细胞存活率明显上调。上述情况下,自噬和凋亡通过共同作用、互补合作,或替补机制共同引发细胞死亡。河南GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装