自噬基本参数
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自噬企业商机

自噬是细胞内的一种「自食(Self-eating)」的现象,凋亡是「(Self-killing)」的现象,二者共用相同的刺激因素和调节蛋白,但是诱发阈值和门槛不同,如何转换和协调目前还不清楚。自噬是指膜(目前来源还有争议,大部分表现为双层膜,有时多层或单层)包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等形成自噬体(autophagosome),结尾与溶酶体融合形成自噬溶酶体(autophagolysosome),降解其所包裹的内容物,以实现细胞稳态和细胞器的更新。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。北京GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装

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。北京GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装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。

虽然自噬促进剂和自噬阻止剂在临床应用中有广阔的前景,但许多分子存在特异性不足的问题,限制了它们的实际应用。例如,mTOR作为细胞中的一个重要的能量感受器,调控自噬只是其下游众多信号通路中的一个,故而,旨在改变自噬水平的mTOR阻止剂/激动剂,存在许多可能不利于总体疗效的副作用,这限制了雷帕霉素在调整神经退行性疾病中的应用。又例如,氯喹或羟氯喹可以通过扰乱溶酶体功能阻止自噬,增强化疗药物的作用,但其免疫阻止作用有可能不利于总体的抗病效果。

由于自体吞噬较少受到关注,而且比较难在体外实验条件下实现,因此,对自体吞噬的机制还不是比较了解。研究主要集中在酵母及其它重要的单细胞真核生物,而对植物和哺乳动物细胞中的自体吞噬过程的了解则更少。尽管对自体吞噬具体过程的了解还需要较大加强,但是人们已经勾勒出自体吞噬过程的大致轮廓: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;囊泡较终形成双层膜结构,即自吞噬体(autophagosome),也称之为初始自体吞噬泡(initialautophagicvacuoles,AVi);自吞噬体与胞内体融合形成中间自体吞噬泡(intermediateautophagicvacuoles,AVi/d);较终自体吞噬泡的外膜与溶酶体融合形成降解自体吞噬泡(degradingautophagicvacuoles,AVd),由溶酶体内的酶降解自体吞噬泡中的内容物和内膜。自噬体是自噬的标志性结构。

自噬(Autophagy),或称自体吞噬,是一个涉及到细胞自身结构通过溶酶体机制而被分解的过程,该过程是一个受到紧密调控的步骤,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。细胞接受自噬诱导信号后,在胞浆的某处形成一个扁平的类似“脂质体”样的膜结构,称为Phagophore。随着Phagophore不断延伸,将胞浆中的细胞器等成分,全部包裹住成为密闭的结构,称为“自噬体(autophagosome)”。自噬体形成后,可与溶酶体融合,自噬体中的内容物随即被降解,产物(氨基酸、脂肪酸等)被输送到胞浆中,供细胞重新利用,而残渣或被排出细胞外或滞留在胞浆中。自噬可以清理掉磨损的细胞,并进行更换,从而使细胞衰老的时间延长。北京GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装

LC3B被认为是细胞自噬信号通路关键的标志性蛋白。北京GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装

由于大隅良典和紧随他步伐的研究者的工作,我们现在知道细胞自噬控制着许多重要的生理功能,涉及到细胞部件的降解和回收利用。细胞自噬能快速提供燃料供应能量,或者提供材料来更新细胞部件,因此在细胞面对饥饿和其它种类的应激时,它发挥着不可或缺的作用。在遭受沾染之后,细胞自噬能消灭入侵的细胞内细菌活病毒。自噬对胚胎发育和细胞分化也有贡献。细胞还能利用自噬来消灭受损的蛋白质和细胞器,这个质检过程对于抵抗人类的衰老带来的负面影响有举足轻重的意义。北京GFP-LC3单荧光自噬慢病毒包装

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