自噬基本参数
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自噬企业商机

自噬(Autophagy)是一种在进化上高度保守的通过溶酶体吞噬并降解部分自身组分的细胞内分解代谢途径。自噬与多种生理功能有关,在饥饿等不利的环境条件下, 细胞通过自噬降解多余或异常的细胞内组分,为细胞的生存提供能量及原材料,促进生物体的生长发育、细胞分化及对环境变化产生应答。自噬异常与多种病理过程如神经退行性疾病、代谢疾病等都有密切关系。由于细胞自噬在生理和病理过程中都有重要作用,自噬已经成为细胞生物学领域的一个新的研究热点。 内质网应激中,自噬通过消化蛋白聚集物和错误折叠蛋白维护内质网功能,限制内质网应激反应诱发的细胞凋亡。广州自噬Beclin1

药物分子的自噬促进作用可以是其调整某种疾病的功效所在,例如雷帕霉素在调整克罗恩病等场合进入临床应用,其功能可能有一部分是通过促进自噬来实现的。但另一方面,由于自噬对病细胞的保护作用,某些药物促进自噬的作用可能导致病细胞对其出现耐药性。例如,依维莫司和索拉菲尼作为新型抗病药,其化疗效果主要是通过阻止mTOR来阻止病变细胞过于活跃的代谢,但阻止mTOR导致的自噬上调会抵消一部分该药物的杀伤力。又例如,表皮生长因子受体(EGFR)阻止剂,如厄洛替尼(Erotinib),是一类新型靶向抗病药物,但阻止EGFR也可诱导自噬上调,从而导致病变出现耐药。针对这一问题,已有临床试验将依维莫司/索拉菲尼/厄洛替尼与自噬阻止剂联用,以达到较大化药效的目的。广州自噬Beclin1由内质网、高尔基体或细胞质膜等来源的膜包绕待降解物形成自噬体,然后与溶酶体融合并降解其内容物。

自噬是一种通过溶酶体在细胞内部降解功能失调的细胞组分的过程。自噬可以降解和消化受损、变性的细胞器、蛋白质与核酸等生物大分子。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。自噬属动态过程。在基础条件下,各类细胞中均存在低水平自噬。但营养不足或缺氧等刺激可能导致自噬水平上调。自噬是普遍存在于真核细胞的现象,并且可分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬三大类。这是一个受到紧密调控的步骤,此步骤是细胞生长、发育与稳态中的常规步骤,帮助细胞产物在合成、降解以及接下来的循环中保持一个平衡状态。目前已有多份研究表明自噬在许多细胞的分化进程中被不同程度地唤醒,例如参与血管生成、成骨分化、脂肪生成、神经发生等过程。正常细胞自噬增强,可表现出阻止肿细胞发生的功能。

电镜作为自噬检测的金指标。由于自噬体属于亚细胞结构,普通光镜下观察不到自噬体的形成,因此,直接观察自噬体需在透射电镜下。Phagophore的特征为:新月状或杯状,双层或多层膜,有包绕胞浆成分的趋势。自噬体(AV1)的特征为:双层或多层膜的液泡状结构,内含胞浆成分,如线粒体、内质网、核糖体等。自噬溶酶体(AV2)的特征为:单层膜,胞浆成分已降解。WB检测标志物LC3/Atg8、p62/SQSTM1、Lamps、Atg5、Atg14和Beclin-1;

组织蛋白酶Cathepsin活力检测; 

IF检测自噬潮autophagic flux。 自噬信号通路受到严密调控,在基础水平上起到重要管家作用,可使细胞在多种应力条件下继续存活。

在阿尔茨海默症(老年痴呆症,Alzheimer'sDisease,AD)中,可在病变神经细胞中观察到大量自噬体的累积。这一方面可能意味着在AD中,淀粉样蛋白或Tau蛋白的产生过多,导致细胞不得不提高自噬水平,但另一方面,自噬功能异常也有可能是至少一部分AD的原因。现有的研究表明,一种叫PS1/PS2的蛋白发生突变可以导致一种常染色体显性的家族遗传性AD。对该蛋白功能的研究表明,除了直接参与淀粉样蛋白的生成以外,PS1的一个比较重要的功能是维持溶酶体内部的酸性环境。由于自噬体不和pH异常的溶酶体发生融合,大量无法融合的自噬体在细胞质中累积,进一步影响了淀粉样蛋白等错误蛋白的清理,加速了AD的发生。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。广州自噬Beclin1

线粒体自噬可通过减少线粒体外膜通透化和减少细胞色素来促进凋亡蛋白的释放阻止凋亡发生。广州自噬Beclin1

LC3活化并插入吞噬泡膜:LC3(在酵母中为Atg8)是一种微管相关蛋白,平时以全长形式普遍分布于细胞质中。当自噬信号出现时,LC3的C端氨基酸先被Atg4移除,然后被Atg7活化,成为LC3-I。在Atg3的介导下,LC3-I较终在上文中提到的Atg5-Atg12-Atg16L复合物催化下,连接上一个磷脂酰乙醇胺分子,使其可以插入吞噬泡膜中,成为铆定的的LC3-II。LC3-II在促进吞噬泡与待降解细胞器的膜融合,以及识别待降解细胞器中扮演了重要的角色。由于LC3-II的形成是依赖活化信号的,所以荧光标识的LC3已被普遍用作自噬小体形成的生物标记。需要注意的是,在哺乳动物中,LC3有三种亚型(LC3A,LC3B,LC3C),但只有LC3B-II与吞噬泡增加有关,故而宜使用anti-LC3B抗体标记LC3。另外,从前有人认为,LC3-II和LC3-I的比例可以作为衡量自噬活跃程度的指标,但现在普遍认为,只需测定LC3-II的表达即可反映自噬活跃程度。广州自噬Beclin1

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