内质网应激诱导内质网自噬的分子机制

内质网应激是细胞在应对缺氧、营养缺乏等情况时产生的保护性应激反应,通过诱导未折叠蛋白质反应的3条通路来缓解内质网的蛋白质堆积。内质网应激通过内质网自噬受体诱导的内质网自噬,是降解不易被未折叠蛋白质反应途径降解的未折叠或错误折叠的蛋白质,以及恢复内质网形态结构的重要途径。哺乳动物和酵母细胞中存在多种内质网自噬受体,主要功能为促进内质网碎片的形成,并捕获自噬底物,将内质网碎片和未折叠或错误折叠的蛋白质递送至自噬溶酶体中进行降解。每种内质网自噬受体具有独特的结构导致它们捕获自噬底物的方式不尽相同;同时,内质网应激通过不同的途径调控内质网自噬受体的表达和磷酸化。因而,内质网应激通过不同的分子机制激活内质网自噬受体介导的内质网自噬。此外,内质网应激介导的内质网自噬在许多人类疾病的发生发展中发挥重要的作用。阐明内质网应激诱导内质网自噬的具体机制,为内质网自噬相关疾病的防治提供理论依据。因此,本文将综述内质网应激启动哺乳动物细胞中内质网自噬受体FAM134B、RTN3L、SEC62、CCPG1和酵母细胞中内质网自噬受体Atg39、Atg40、Erp1介导的内质网自噬的分子机制,以及内质网应激诱导的内质网自噬与神经退行性疾病和肿瘤等人类疾病的联系,为内质网自噬相关疾病的防治提供新策略。

高氧诱导大鼠肺泡Ⅱ型细胞内质网自噬与其功能的关系

目的探讨不同时间高浓度氧对肺泡Ⅱ型细胞(AECII)内质网自噬与肺泡表面活性物质产生功能之间的关系。方法将大鼠RLE-6TN细胞分为对照组(C组,21%O2常规培养72 h)、高氧H1、H2、H3、H4组(95%O2分别培养12、24、48、72 h)。实时荧光定量PCR法检测内质网自噬受体ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3、SEC62的mRNA水平,Western blot法检测内质网自噬相关蛋白ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3、SEC62的水平,ELISA法检测各组二棕榈酰卵磷脂(DPPC)水平。结果与C组相比,H1组ATL3、SEC62的mRNA水平、CCPG1的蛋白水平、DPPC产量下降(P<0.05),CCPG1、FAM134B、RTN3的mRNA水平、ATL3、FAM134B、RTN3、SEC62的蛋白水平显著下降(P均<0.01);H2组ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3、SEC62的mRNA水平、ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3、SEC62的蛋白水平差异无统计学意义(P均>0.05),DPPC产量增高(P<0.05);H3、H4组ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3、SEC62的mRNA水平、ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3、SEC62的蛋白水平、DPPC产量显著下降(P均<0.01)。与H1组相比,H2组CCPG1、FAM134B的mRNA水平、ATL3、RTN3的蛋白水平、DPPC产量显著增高(P<0.01),SEC62的蛋白水平增高(P<0.05);H3组ATL3、SEC62的蛋白水平显著下降(P<0.01),RTN3的mRNA水平、RTN3的蛋白水平下降(P<0.05);H4组ATL3的mRNA水平、CCPG1的蛋白水平下降(P<0.05)、RTN3的mRNA水平、ATL3、RTN3、SEC62的蛋白水平显著下降(P<0.01)。与H2组相比,H3组、H4组ATL3、CCPG1、FAM134B、RTN3的mRNA水平、ATL3、RTN3、SEC62的蛋白水平、DPPC产量显著下降(P均<0.01);H4组SEC62的mRNA水平下降(P<0.05);H3组CCPG1、FAM134B的蛋白水平下降(P<0.05);H4组CCPG1、FAM134B的蛋白水平显著下降(P<0.01);与H3组相比,H4组ATL3、RTN3、SEC62的蛋白水平显著下降(P<0.01);其余各组差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论高氧12 h AECII内质网自噬水平、DPPC产量下降;高氧24 h AECII内质网自噬水平恢复到基础值,DPPC产量达到峰值,48 h后内质网自噬水平、DPPC产量再次下降,72 h后AECII内质网自噬水平、DPPC产量衰减仍保持较低水平,AECII内质网自噬与其功能密切相关。

未折叠蛋白反应和内质网自噬与骨质疏松症关系的研究进展

内质网是一种重要的膜性细胞器,主要负责蛋白质合成、折叠和加工,脂质合成以及Ca2+平衡。在某些因素影响下,内质网结构和功能发生紊乱,进而诱发内质网应激。在应激状态下,内质网主要通过未折叠蛋白反应以及内质网自噬等过程来维持其正常结构和功能。内质网应激与多种疾病之间存在着密切的联系,如癌症、炎症性疾病、神经退行性疾病、骨质疏松症等。在内质网应激状态下,未折叠蛋白反应和内质网自噬可以参与骨代谢的调控过程,这一途径可能是治疗骨质疏松症的潜在靶点。因此,笔者查阅了现有相关文献和最新的研究报道,拟在阐明未折叠蛋白反应和内质网自噬对骨质疏松症的影响及作用机制,为进一步明确骨质疏松症的发病机制和治疗提供新思路。

内质网自噬及其与疾病的关系研究进展

内质网自噬是指细胞通过选择性自噬清除内质网的过程。选择性清除应激的内质网以及内质网腔内过度聚集的蛋白质对于内质网的质量控制及细胞稳态非常重要。多种内质网自噬受体介导了内质网与自噬体的特异性结合,促进内质网片段被溶酶体降解。内质网自噬异常与多种疾病密切相关,因此研究内质网自噬的分子机制具有重要的生理及病理意义。该文对内质网自噬的机制及其与疾病的关系进行了综述。

内质网自噬——疾病防治的新靶标

内质网自噬是指内质网功能发生改变时,细胞激活选择性自噬以清除细胞内受损的内质网或内质网片段的过程。其主要的功能是改善细胞内环境,起细胞保护作用。内质网自噬作为选择性自噬研究的新领域,与细胞中其他类型的选择性自噬和细胞凋亡之间关系密切,在疾病发生发展中有重要作用。该文综述了内质网自噬的形成过程,细胞内调控方式,与其他选择性自噬间的相互作用,并阐述了内质网自噬参与糖尿病、神经退行性疾病和肾脏疾病等多种疾病的发生发展,逐步成为疾病防治的新靶标。

内质网自噬在Cajal间质细胞内质网应激损伤中的作用

目的探讨内质网自噬在大鼠胃窦Cajal间质细胞(ICCs)内质网应激(ERS)过程中的作用,为改善胃动力障碍提供新靶标。方法采用酶解法分离大鼠胃窦ICCs并行免疫荧光鉴定,使用衣霉素(TM)诱导ICCs构建ERS模型,三甲基腺嘌呤(3-MA)阻断自噬,雷帕霉素(Rapa)促进自噬。随机将细胞分为4组并分别给予不同的处理,ICCs组正常培养,ERS组给予2μg/m L TM处理ICCs,3-MA组给予2μg/m L TM和4μmol/m L 3-MA联合作用,Rapa组给予2μg/m L TM和2μmol/m L Rapa联合作用,每组作用时间均为6 h;通过实时荧光定量PCR法检测ERS相关因子GRP78、自噬相关因子LC3B的mRNA表达;CCK-8法检测各组细胞活性。结果成功分离并鉴定ICCs。与ICCs组比较,ERS组、3-MA组和Rapa组的GRP78和LC3B表达均升高(P均<0.05),细胞活性降低(P均<0.05)。与ERS组比较,3-MA组GRP78表达升高(P<0.05),LC3B表达、ICCs细胞活性降低(P均<0.05);Rapa组GRP78表达降低(P<0.05),LC3B表达、ICCs细胞活性升高(P均<0.05)。结论 ICCs的ERS过程伴发内质网自噬,内质网自噬可减轻ICCs的ERS损伤作用。

内质网自噬的研究进展

内质网自噬是一种可以清除冗余内质网的选择性自噬,其主要功能是降解多余的内质网膜,控制内质网的体积维持细胞稳态,在机体生理和病理生理调节中具有重要作用。本文综述内质网自噬的研究历史、检测方法及其发生机制的研究现状。

选择性内质网自噬受体研究进展

内质网自噬是一种可以清除受损内质网的选择性自噬,其主要功能是参与内质网容量和质量的控制,维持细胞稳态。选择性内质网自噬由相关的受体蛋白介导,这些蛋白在疾病发生发展中可能起到重要靶点效应。本文对选择性内质网自噬的作用及其与疾病的关系加以综述,并且归纳总结了相关受体蛋白介导内质网自噬的研究进展,以期对研究内质网自噬相关疾病的发生机制、发展过程及其防治手段提供新的思路和切入点。

内质网自噬—内质网质量控制新途径

内质网是真核细胞的重要细胞器。在某些病理因素下,细胞内环境的变化可引起内质网应激,在内质网应激早期,内质网主要通过启动未折叠蛋白反应来缓解内质网压力,而长期持续的内质网应激将引起细胞凋亡。研究发现内质网自噬可以通过清除蛋白质聚合物及受损的内质网来恢复内质网稳态。作为一种新发现的选择性自噬,内质网自噬参与多种疾病的发生发展。

内质网自噬的研究进展

内质网自噬(endoplasmic reticulophagy or reticulophagy,ER-phagy)是选择性自噬新类型,其是由溶酶体介导的特异性清除受损内质网的过程,其主要功能是降解多余的内质网膜和难溶或有毒性的蛋白聚集体,控制内质网的体积,从而维持细胞稳态。本文简要介绍了内质网自噬的发现、作用和可能的激活方式,并阐述了自噬起始、自噬小体形成及自噬小体成熟的调控机制,最后归纳总结了内质网自噬受体的结构、功能及其医学意义。

白花蛇舌草多糖提取物对喉癌Hep-2细胞内质网自噬的影响

目的:探讨白花蛇舌草多糖提取物(HDPE)对喉癌Hep-2细胞内质网自噬的影响。方法:实验分为对照组、HDPE 100、200、400 mg/L组和3-MA(自噬抑制剂)组,噻唑盐比色法(MTT)检测各组细胞培养24 h、48 h、72 h后增殖抑制率;原位末端转移酶标记法(TUNEL)法检测各组培养48 h细胞凋亡情况;单丹黄酰尸胺(MDC)染色观察各组培养48 h细胞自噬体及自噬溶酶体的变化;透射电镜观察培养48 h细胞内质网周围自噬囊泡的产生情况;蛋白印迹法(Western blot)检测各组培养48 h细胞Beclin-1蛋白(Beclin-1)、微管相关轻链蛋白3Ⅰ(LC3Ⅰ)、微管相关轻链蛋白3Ⅱ(LC3Ⅱ)、葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、活化转录因子6(ATF6)及CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)表达。结果:与对照组比较,HDPE 100、200、400 mg/L组和3-MA组细胞增殖抑制率、凋亡指数AI升高,MDC阳性细胞率量降低,内质网周围自噬囊泡减少,GRP78、ATF6及CHOP表达及LC3Ⅰ/LC3Ⅱ比值升高,Beclin-1表达降低(P<0.05);与3-MA组比较,HDPE 400 mg/L组细胞增殖抑制率、凋亡指数AI升高,MDC阳性细胞率、GRP78、ATF6及CHOP表达及LC3Ⅰ/LC3Ⅱ比值升高,Beclin-1表达降低(P<0.05)。结论:HDPE可能通过抑制喉癌Hep-2细胞内质网自噬,促进细胞内质网应激凋亡,进而抑制Hep-2细胞增殖能力。

FAM134B介导的内质网自噬对脓毒症的影响

目的初步探讨FAM134B 介导的内质网自噬在脓毒症中作用。方法采用盲肠结扎穿孔术(CLP)复制脓毒症大鼠模型,取脑组织后,qRT-PCR 检测mRNA 水平、Western blotting 检测FAM134B 蛋白表达量;在脂多糖(LPS)诱导的N2a 脓毒症细胞模型中,免疫荧光检测FAM134B 在细胞中的分布,Western blotting 检测自噬相关蛋白LC3,Beclin1 及凋亡相关蛋白活化Caspase-3 的表达;Annexin V-FITC/PI 双染流式细胞仪分析检测细胞在不同处理后凋亡率;过表达FAM134B 细胞中,LPS 处理后分别检测自噬及凋亡相关蛋白的表达及细胞凋亡情况。结果与正常对照组比较,脓毒症大鼠脑组织中内质网蛋白FAM134B 表达下降(P <0.05);LPS 诱导脓毒症细胞模型中内质网自噬及细胞凋亡,且过表达FAM134B 能减少LPS 对细胞的损害(P <0.05)。结论FAM134B 介导的内质网自噬影响脓毒症的发生。

二硫苏糖醇抑制序列相似性家族134成员B(FAM134B)介导的内质网自噬促进大鼠肝细胞凋亡

目的探讨序列相似性家族134成员B(FAM134B)介导的内质网自噬在内质网应激(ERS)诱导的肝细胞凋亡中的作用及分子机制。方法采用(0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0)mmol/L的二硫苏糖醇(DTT)处理BRL-3A大鼠肝细胞48 h,实时无标记细胞动态分析(RTCA)检测肝细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡,Western blot法检测ERS及内质网自噬相关蛋白、内质网-线粒体接触位点相关蛋白及线粒体凋亡途经相关蛋白表达的影响。内质网及溶酶体的荧光探针检测DTT处理细胞后二者的荧光共定位;线粒体钙离子荧光探针罗丹明2乙酰氧基甲酯(Rhod-2 AM)检测DTT对线粒体中钙离子水平的影响。结果DTT可显著抑制肝细胞的增殖并促进细胞凋亡。DTT处理肝细胞后ERS及内质网自噬相关蛋白、内质网-线粒体接触位点相关蛋白及线粒体凋亡途经相关蛋白的表达均显著上调。DTT处理细胞后内质网和溶酶体的荧光共定位显著减弱,同时,线粒体内钙离子荧光强度明显增强。结论DTT通过抑制FAM134B介导的内质网自噬,进而增加线粒体内Ca^(2+)的水平,促进肝细胞凋亡。

浅谈冠心病痰瘀互结证及内质网自噬在冠心病痰瘀互结证中的研究意义

痰浊、瘀血为冠心病主要病理基础,痰瘀互结贯穿冠心病发生发展始终,本文首先从病因病机、治法方药及现代生物学基础等方面浅谈冠心病痰瘀互结证,在冠心病痰瘀互结证的现代生物学基础中,细胞凋亡为影响冠心病最终转归、预后的重要因素,而内质网自噬是调节细胞凋亡的重要机制,本文以细胞凋亡为切入点,初探内质网自噬在冠心病痰瘀互结证中的研究意义。

自噬的新分支:内质网自噬

在真核细胞中,自噬（autophagy）是细胞通过降解自身胞质中的部分蛋白和部分细胞器以度过饥饿,并清除氧化损伤的异常大分子及细胞器,从而在应激中维持细胞稳态的过程。自噬的发生是以双层膜囊泡的形成为特征的,因而这种双层膜囊泡被命名为自噬体（autophagosome）。自噬分为大自噬、小自噬和分子伴侣介导的自噬。

FAM134B介导的内质网自噬在无镁外液致痫海马神经元线粒体钙稳态及凋亡中的作用

目的探讨FAM134B介导的内质网自噬在无镁外液致痫海马神经元线粒体钙稳态及凋亡中的作用。方法原代培养新生24 h SD大鼠海马神经元,建立无镁外液诱导的体外癫痫模型,并通过慢病毒载体干预FAM134B表达。将培养10 d的海马神经元随机分为对照组(CON)、无镁诱导组(AE)、空载病毒组(NC)、FAM134B过表达组(Lenti-FAM134B)和FAM134B低表达组(Lenti-FAM134B-shRNA)。采用TUNEL法检测细胞凋亡,钙离子荧光探针Mag-Fluo-AM和Rhod-2分别检测内质网和线粒体钙离子浓度,电镜下观察线粒体超微结构,Western blotting法检测自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/Ⅰ、线粒体-内质网结构偶联中IP3R、细胞色素C(CytC)和活化cleaved caspase-3的表达。结果(1)与CON组相比,AE组神经元亡明显增加,FAM134B过表达使无镁外液致痫海马神经元凋亡明显减少,而降低FAM134B表达发挥相反作用;(2)与CON组相比,AE组LC3-Ⅱ/Ⅰ增加,FAM134B过表达显著增加无镁外液致痫海马神经元中LC3-Ⅱ/Ⅰ,而降低FAM134B表达发挥相反作用;(3)与CON组相比,AE组IP3R表达升高,内质网Ca^(2+)浓度降低,线粒体Ca^(2+)浓度升高;FAM134B过表达使无镁外液致痫海马神经元中IP3R表达减低,内质网Ca^(2+)浓度升高,线粒体Ca^(2+)浓度降低,而降低FAM134B表达发挥相反作用;(4)与CON组相比,AE组海马神经元线粒体结构明显损伤,CytC释放和caspase-3活化增加,FAM134B过表达使无镁外液致痫海马神经元线粒体结构损伤明显减轻,CytC释放和caspase-3活化降低,而降低FAM134B表达发挥相反作用。结论FAM134B介导的内质网自噬对无镁外液致痫海马神经元线粒体钙稳态及凋亡发挥保护作用,其机制可能为通过调节线粒体-内质网结构偶联中的IP3R水平改变内质网与线粒体之间的Ca^(2+)交换,减轻线粒体损伤,减少CytC的释放,抑制线粒体凋亡通路的激活。

内质网自噬的作用机制

内质网自噬(endoplasmic reticulum autophagy,ER-phagy)是指调节内质网的碎片化并将其运送到溶酶体中降解的过程,其作用是降解多余的内质网膜,维持内质网质量和容量的稳态。介导ERphag y的受体包括FAM134B、RTN3、SEC62、TE X264及CCPG1。当机体发生细胞饥饿、内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ER stress)、非折叠蛋白聚集、细菌及病毒的感染等时,ERphag y就会显著增强。ER-phag y在细胞的生长发育、分化、炎症、免疫防御等过程中发挥重要作用。ER-phagy参与众多疾病的发生与发展,如心血管疾病、肿瘤、神经系统疾病及感染性疾病。深入探索ER-phagy在疾病中的作用机制,研究干预ER-phagy对疾病的影响和预后转归具有重要的临床意义。

大蒜素抑制内质网自噬影响胃癌SGC-7901细胞增殖和凋亡的研究

目的探讨大蒜素诱导胃癌SGC-7901细胞凋亡过程中对内质网自噬的影响。方法将胃癌SGC-7901细胞分为对照组(正常培养)、大蒜素低、中、高剂量组(SGC-7901细胞分别加入12、24、48μg·m L-1大蒜素进行培养);采用CCk-8法检测各组细胞培养24 h、48 h、72 h后细胞增殖抑制率;TUNEL检测各组细胞凋亡率;免疫荧光法检测各组细胞LC3与Sec61蛋白共定位;Western blot检测各组细胞GRP78、PERK、p-PERK、e IF2a、ATF-4、CHOP、Beclin-1、LC3Ⅰ及LC3Ⅱ蛋白的表达。结果与对照组相比,①大蒜素低、中、高剂量组细胞ATG8与Sec61蛋白共定位数量随剂量的升高而降低,增殖抑制率、凋亡率随剂量的升高而升高(P<0.01)。②低、中、高剂量组细胞表达GRP78、PERK-、p-PERK、e IF2a、ATF-4及CHOP表达,且呈剂量依赖性,Beclin-1表达随剂量的增加而减少,LC3Ⅰ/LC3Ⅱ比值随剂量的增加而升高(P<0.01)。结论大蒜素可通过抑制胃癌SGC-7901细胞内质网自噬,诱导细胞内质网应激凋亡,从而起到抑制胃癌SGC-7901细胞增殖能力的作用。

内质网自噬的研究进展

内质网是蛋白、脂类、磷脂、类固醇以及寡糖的合成和修饰位点,同时也负责钙离子的储存与内源性及外源性产物的脱毒处理。与传统概念的巨自噬(macrophagy)不同,有一种自噬体对于其包含的物质是有高度选择性的,我们称它为选择性自噬。内质网自噬(ER-phagy)是调节内质网的碎片化,并把其递呈给溶酶体进行清除的一种选择性自噬的方式。它的主要功能是降解多余的内质网膜,控制内质网的体积和维持细胞稳态。内质网应激,营养枯竭,非折叠蛋白的聚集,病原入侵都能够导致内质网自噬。介导内质网自噬的受体包括FAM134B、SEC62、RTN3以及CCPG1。这些受体通过特异的模块把需要自噬处理的内质网与巨自噬相关分子联接。本文就内质网自噬受体的结构与功能以及内质网自噬在疾病中的作用进行概述,以期对这一新发现的选择性自噬的研究提供帮助。

内质网自噬与内质网稳态

内质网(endoplasmic reticulum,ER)是真核细胞中最大的膜状细胞器,由跨越细胞质的连续片状或管状结构组成,参与蛋白质合成、修饰和转运,脂质和类固醇合成,Ca^(2+)平衡及分泌的调节等[1]。ER是一种高度动态化的细胞器,其膜蛋白及脂质的半衰期约为3~5 d,需要经过不断地翻新以维持其结构和功能的完整性。除了基础的循环周转外,在Ca^(2+)平衡失调、缺氧、生物合成需求量增大、未折叠蛋白丰度增加、蛋白超聚积或者药物作用等情况时,ER会发生应激,其中积累的大量未折叠或错误折叠蛋白,超出ER负荷,致使ER扩张.