ESCRT与TORC1共同调控微自噬

微自噬是真核生物体利用溶酶体直接降解蛋白质和受损细胞器的过程,在维持细胞稳态和生长发育中发挥重要作用。作为影响自噬流进程的关键复合物,内体分选转运复合体(endosomal sorting complex required for transport,ESCRT)和雷帕霉素靶蛋白复合体1(target of rapamycin complex 1,TORC1)在微自噬的调控通路中存在协同作用。本文通过系统性归纳并总结ESCRT与TORC1共同调控微自噬的分子机制,同时比较在不同类型的自噬中调控机制的差异,分析该领域仍存在的一些未解之谜,为发现调控自噬的新型分子机制提供可行性思路,为人类自噬相关疾病药物的研究提供潜在新靶点。

电针预处理内关穴对心肌缺血再灌注大鼠自噬调控基因和自噬微管相关蛋白轻链3表达的影响

目的:基于不同时间点对比电针预处理内关穴对心肌缺血再灌注(MIRI)模型大鼠自噬基因的不同表达影响,探讨电针预处理的最优时间点。方法:48只SD大鼠随机分为空白组、假手术组、模型组、内关组,每组12只。根据不同时间点按3、7 d分时间点观察,每组6只。采用大鼠冠状动脉左前降支穿线结扎的手段创建心肌缺血再灌注损伤模型。HE染色法检测心肌细胞病理形态学变化,RT-PCR法、Western blotting法检测自噬相关基因在心肌细胞中的表达。结果:第3天模型组心肌损伤程度高于空白组、假手术组,模型组自噬调控基因(Beclin-1)、自噬微管相关蛋白轻链3(LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ)蛋白表达高于空白组、假手术组,差异有统计学意义(均P<0.01)。第3天内关组心肌细胞损伤程度低于模型组,内关组自噬相关基因表达量低于模型组,差异有统计学意义(均P<0.05)。第7天空白组、模型组均存在心肌组织细胞紊乱、结构模糊、自噬泡存在等表现;模型组自噬相关蛋白表达量明显升高。第7天内关组自噬相关蛋白表达量低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05),且心肌损伤情况较第3天改善。第7天模型组、内关组的心肌损害程度均较第3天减轻,细胞器损坏程度也有所改善。第7天模型组、内关组的蛋白表达低于第3天,差异有统计学意义(均P<0.05)。结论:电针预处理内关穴对MIRI模型大鼠的保护机制可能与自噬的相关调节有关,对比不同时间效应差异,第7天效果更佳。

糖尿病大鼠心肌组织中自噬基因微管相关蛋白1轻链3的表达

目的探讨链脲佐菌素(STZ)糖尿病(DM)大鼠心肌组织中自噬基因微管相关蛋白1轻链(LC)3的表达情况。方法实验分为对照组(NC组)、DM模型组(DM组),尾静脉注射STZ制备模型后,分别在成膜后10、20、30、40、60、80、100 d时,检测两组心重指数,苏木素-伊红(HE)染色观察心肌形态学改变、Western印迹检测LC3的蛋白表达。结果与同时间点NC组相比,40 d开始,DM组心重指数显著增加(P<0.05),心肌组织形态学发生改变;自噬体膜型(LC3-Ⅱ)的蛋白表达表现为20 d时增多、40 d时降低的趋势,但差异无统计学意义(P>0.05),而80 d时显著降低(P<0.01)。结论 STZ DM模型大鼠随着病程的发展,心肌组织中LC3-Ⅱ的蛋白表达最终表现为降低。

细胞自噬的形态学特征和功能意义

目的自噬是细胞受到刺激后吞噬自身的细胞质或细胞器,最终将吞噬物在溶酶体内降解的过程。按吞噬物进入溶酶体的途径,自噬可分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬3类。在巨自噬,自噬前体包裹细胞质或细胞器后形成自噬体,继而自噬体与溶酶体结合形成自噬溶酶体,自噬体内容物被降解。在微自噬,溶酶体膜凹陷,直接吞噬细胞质、细胞器或细胞核,形成自噬体,然后被溶酶体酶降解。分子伴侣介导的自噬是通过溶酶体膜的受体将细胞质内的蛋白质转运入溶酶体。自噬从酵母至哺乳动物细胞均很保守,对于耐受饥饿和缺血,清除衰老细胞器,清除细菌和异物,维持细胞活性和延长寿命等起着重要作用。自噬活动受自噬基因的调控,自噬基因缺失或功能障碍时可导致某些疾病的发生。深入认识自噬过程以及由此产生的自噬体等结构及其功能有助于探讨自噬对于人体生理和病理作用的机制。本文综述了自噬的形态学特征及其功能意义。

人类细胞自噬研究的起源及细胞自噬的分子机制

细胞自噬效应是机体自身生存、生长、发育、成熟、衰老等生物学过程中自然发生的一种主动消除多余、受损、衰老蛋白和细胞器的自身净化机制。其中,巨自噬或大自噬、微自噬或小自噬以及分子伴侣自噬是细胞自噬的3种机制。进一步了解自噬发生的分子机制,不仅有助于人类从分子或基因水平和亚细胞结构与代谢水平的层面了解和分析细胞复杂的生物学过程,也为当今或未来老年医学进一步阐明和揭示人体衰老和老年疾病的发生、发展、作用及临床早期干预与治疗等提供理论依据。

胍丁胺对吗啡耐受小鼠蓝斑核组织中μ-阿片受体和自噬相关蛋白的作用机制

目的探讨胍丁胺(AG)对吗啡(Mor)耐受小鼠蓝斑核(LC)组织中μ-阿片受体(MOR)和自噬相关蛋白的作用机制。方法40只成年健康雄性C57BL/6J小鼠随机分为生理盐水(NS)组、Mor组、AG-Mor组及AG组,皮下注射给药法建立小鼠慢性Mor耐受模型,采用温水甩尾法测定各组小鼠给药前及给药第1~7天的甩尾潜伏期(TFL);造模结束后麻醉处死小鼠、取脑组织,采用免疫荧光法、Western blot及荧光定量聚合酶链式反应(q-PCR)检测各组小鼠LC组织中MOR的表达,采用Western blot法检测各组小鼠LC组织中自噬蛋白微管相关蛋白1轻链3(LC3)、家蚕隔离体蛋白1(P62)的表达。结果与Mor组比较,AG-Mor组小鼠TFL下降趋势较缓慢,差异有统计学意义(P<0.05);与Mor组比较,AG-Mor组小鼠LC组织中MOR蛋白表达水平升高、P62含量明显下降,差异有统计学意义(P<0.05);与NS组比较,Mor组小鼠LC组织中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值与P62含量均出现不同程度的升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论AG抗Mor耐受形成的机制可能与增加Mor耐受小鼠LC组织中MOR蛋白表达量、降低P62含量有关。

基于津液论自噬与肿瘤

微环境性自噬促进肿瘤发展,其过程与津液代谢异常导致的痰瘀毒结密切相关。津液敷布有赖于气化功能,痰浊与津液的本质区别在于气化正常与否,气化过亢与不利所致的代谢异常与自噬水平的"太过不及"导致肿瘤增殖发展机制趋同,表明津液代谢变化与自噬水平高低关系密切,自噬的"太过不及"实质是津液气化微观生物行为的异常改变,是肿瘤发生发展的关键驱动因素。故基于津液论述自噬与肿瘤的作用机制,可为中医药干预肿瘤细胞自噬提供新的切入点,丰富中医药防治肿瘤的临证手段和治未病研究。

中药单体及其有效成分干预细胞自噬的研究进展

细胞自噬（autophagy）和凋亡（apoptosis）是细胞程序性死亡的两种主要方式[1]。自噬通过降解自身错误折叠蛋白及失效细胞器,间接为细胞提供能量,在生理功能上具有重大且广泛的意义[2]。自噬分为巨自噬、微自噬、分子伴侣介导自噬三种类型。在诱导自噬的众多药物中,中药具有来源丰富、价格低廉、运用广泛等特点。中药单体及其有效成分在干预自噬的过程中发挥着关键作用[3]。1细胞自噬细胞自噬是发生于细胞质溶酶体中,

自噬相关蛋白在2型糖尿病大鼠胰腺组织中的变化

目的通过动物实验探讨细胞自噬与糖尿病的可能相关性。方法将6只SPF级雄性SD大鼠适应性喂养3 d,随机分成正常组和模型组;正常组喂以常规饲料,模型组给予高糖高脂饲料,喂养4周;4周后隔夜空腹给予模型组大鼠腹腔注射链脲佐菌素(STZ)30 mg/kg,1周后再次腹腔注射30 mg/kg,正常组注射相应体积的生理盐水。模型组STZ注射4周后大鼠禁食,剪尾取血,测量空腹血糖(FBG),FBG>7.8 mmol/L为糖尿病诊断标准。模型构建成功后处死正常组和模型组,取胰腺组织采用蛋白免疫印迹法检测自噬基因微管相关蛋白1轻链3(LC3)、自噬相关蛋白7(Atg7)和自噬相关蛋白Beclin-1和P62蛋白(sequestosome-1蛋白)表达水平,采用免疫组织化学法检测LC3和Beclin-1蛋白表达量。结果与正常组相比,WB法检测提示模型组大鼠胰腺组织LC3、Atg7和Beclin-1表达量增加(t=-39.984,-39.049,-59.157,P均<0.01),P62蛋白表达水平较正常组明显降低(t=90.466,P<0.01),免疫组织化学法检测提示LC3和Beclin-1蛋白表达量均增加(t=14.561,7.342,P均<0.01)。结论细胞自噬功能的紊乱可能导致糖尿病的发生。

LC3和lamins在细胞核自噬中的研究进展

自噬是细胞内的重要生理机制之一,对细胞来说自噬是一把双刃剑,它曾一度被认为是机体的保护机制,但随着研究的深入,学者发现自噬也可促进肿瘤的生长.由于细胞核在真核生物中的重要性,相关自噬蛋白在核中的大量分布,核自噬在多种疾病的发生发展中起着非常重要的作用.为了全面了解疾病与自噬的关系,人们开始了核自噬方面的探索.本文对近年来核自噬的研究进展进行文献综述,总结了其研究历史和里程碑式的发现,为核自噬的研究提供了新的思路.

外源性硫化氢对肝癌细胞系HepG2自噬的影响

目的探讨外源性硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)对肝癌细胞系Hep G2细胞自噬的影响及其机制。方法应用外源性H2S供体——硫氢化钠(sodium hydrosulfide,Na HS)处理Hep G2细胞,采用Western blotting方法检测自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3-Ⅱ(microtubule-associated light chain 3-Ⅱ,LC3-Ⅱ)表达变化,Real-time PCR方法检测自噬相关基因beclin1和atg5的mRNA表达浓度,免疫荧光方法观察Hep G2细胞自噬颗粒变化、凋亡相关蛋白M30及凋亡小体变化,Annexin V/PI双标记流式细胞术检测细胞凋亡情况。结果瞬时转染绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)-LC3质粒后,发现Na HS处理组Hep G2细胞内GFP-LC3Ⅱ绿色荧光斑点明显增加,M30阳性细胞率[(8.37±1.03)%],与对照组[(2.14±0.69)%]比较差异有统计学意义(P<0.05);同时,高倍镜下观察结果显示,Na HS处理后细胞核异染色质明显增加,凋亡小体形成。Annexin V-FITC/PI双染结果显示Na HS处理组细胞凋亡率高于对照组[(16.32±0.28)%vs(0.67±0.09)%],差异有统计学意义(P<0.05)。Real-time PCR显示Na HS可增加Hep G2细胞beclin1和atg5 mRNA表达水平,LC3-Ⅱ表达明显增加。且自噬特异性抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)可降低Na HS所致的beclin1和atg5的mRNA表达。结论外源性硫化氢能够上调自噬相关基因beclin1和atg5表达,进而促进Hep G2细胞发生自噬,并诱导细胞凋亡。

饥饿诱导人胚肾细胞自噬模型的构建

目的探讨饥饿诱导的人胚肾细胞(HEK293)自噬模型的构建。方法采用Earle's平衡盐溶液(EBSS)分别处理HEK293细胞0、1、2、4、8 h,显微镜下观察细胞形态变化,蛋白免疫印迹法检测自噬微管相关蛋白轻链(LC)3-Ⅱ/LC3-Ⅰ和p62的表达;双荧光mRFP-e GFP-LC3(ptf LC3)质粒转染HEK293细胞24 h后,荧光显微镜观察EBSS饥饿条件下细胞内红色和绿色LC3荧光亮点的变化。结果饥饿处理后,HEK293细胞皱缩、变小变圆,蛋白免疫印迹法可检测到LC3的蛋白表达和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值增加;荧光显微镜可观察到细胞内红色和绿色LC3荧光亮点均增加。结论饥饿可成功诱导HEK293细胞自噬,表现为LC3蛋白表达和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值的增加,以及荧光显微镜下细胞内红色和绿色LC3荧光亮点的增加。

模拟失重对人诱导多潜能干细胞来源心肌细胞自噬的影响

目的建立人诱导多潜能干细胞来源心肌细胞(human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes,hiPSC-CM)回转失重细胞模型,探讨模拟失重对心肌细胞自噬的影响。方法体外培养人诱导多潜能干细胞(hiPSC),采用化学诱导的方法定向分化成具有自主收缩的心肌细胞。将hiPSC-CM随机分为模拟失重72 h组和对照组,观察细胞形态的改变。利用透射电镜观察模拟失重对亚细胞结构的影响,采用Western blotting检测各组细胞LC3和Atg7的蛋白表达变化。结果与对照组相比,模拟失重72 h组hiPSC-CM中自噬体和自噬溶酶体结构明显增多,自噬微管相关蛋白LC3-Ⅱ与LC3-Ⅰ蛋白表达比值显著升高(P<0.05),Atg7表达显著升高(P<0.05)。结论hiPSC-CM在模拟失重条件下自噬水平发生上调,参与细胞程序性死亡。

自噬相关基因Atg12和LC3-Ⅱ在脑缺血再灌注大脑表达的实验研究

目的:探讨局灶性脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia reperfusion injury,CIR)时大脑皮质自噬相关蛋白-12(autophagy related protein-12,Atg12)和自噬微管相关蛋白轻链3抗体Ⅱ(autophagy microtubule-associated protein light chain 3 antibodyⅡ,LC3-Ⅱ)的激活规律,在此基础上探讨其对脑组织自噬的影响。方法:实验分为假手术组(sham组)和缺血再灌注组(CIR组),且CIR组下设CIR 0、6、12、24、48、72h共6个亚组。除sham组和CIR 24h组为每组20只外(其中10只用于模型鉴定),其余为每组10只。采用大脑中动脉栓塞术制备局灶性脑缺血再灌注模型,再灌注24 h后采用神经功能评分、2,3,5-三苯基氯化四氮唑(2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride,TTC)染色、脑组织含水量来鉴定脑缺血模型是否成功。采用免疫组化和免疫印迹方法检测大脑皮质Atg12和LC3-Ⅱ的表达规律。结果:与sham组比较,CIR 24h组可见明显的神经功能缺损、脑梗死和明显的脑水肿。免疫组化结果显示,Atg12和LC3-Ⅱ在大鼠脑缺血再灌注6 h开始表达[阳性率分别为(15.49±4.18)%、(18.54±3.62)%],在24~48 h达高峰[(33.63±3.26)%、(29.62±1.73)%],72 h之后逐渐减弱[(24.90±3.96)%、(20.36±3.51)%]。免疫印迹结果显示,Atg12和LC3-Ⅱ在大鼠脑缺血再灌注6 h开始表达[表达量为(0.372 3±0.076 5)、(0.148 4±0.011 5)],在24~48 h达高峰[(0.741 7±0.071 8)、(0.451 3±0.019 0)],72 h之后逐渐减弱[(0.365 0±0.042 0)、(0.245 1±0.030 3)]。结论:脑缺血时Atg12和LC3-Ⅱ在调节脑缺血的脑组织自噬方式中具有重要的作用。

脑缺血再灌注损伤程度与自噬相关基因LC3、mTOR表达的相关性研究

目的探讨局灶性脑缺血再灌注损伤（cerebral ischemia reperfusion,CIR）程度与自噬微管相关蛋白轻链3抗体-Ⅱ（Autophagy microtubule associated protein light chain 3 antibody-Ⅱ,LC3-Ⅱ）、雷帕霉素靶蛋白抗体（Rapamycin target protein antibody,m TOR）表达的相关性。方法采用线栓阻断法阻塞大脑中动脉2 h制作大鼠局灶性脑缺血再灌注模型;观察各组间的神经功能缺失评分、TTC梗死体积;应用免疫印迹、免疫荧光法检测大脑顶叶的LC3-Ⅱ、m TOR的表达。结果 TTC染色显示,梗死体积在缺血再灌24 h达高峰。WB、免疫荧光显示,LC3-Ⅱ在IR中表达增加,且在缺血再灌24 h表达最高;m TOR在缺血再灌24 h、48 h表达最低。相关性分析显示,TTC染色梗死体积与LC3-Ⅱ表达水平高度正相关。结论脑缺血再灌注损伤程度可能与LC3、m TOR的表达水平相关。

白藜芦醇对血清剥夺诱导大鼠皮层神经元自噬的影响

目的:研究白藜芦醇(RSV)对血清剥夺诱导大鼠神经元自噬的影响及分子机制。方法:将原代培养的大鼠皮层神经元分为对照组(control)、血清剥夺组(SD)、RSV处理组(RSV)和RSV联合组SIRT1抑制剂EX527处理组(RSV+EX 527),利用乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒检测细胞活性,免疫荧光染色检测沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)的表达变化、Western Blot检测自噬相关蛋白LC3和Beclin1的表达水平变化。结果:与正常对照组相比,血清剥夺引起细胞活性下降、SIRT1表达下降,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比例减少,Beclin1表达降低(P <0. 05);经过RSV处理后,细胞活性增加(P <0. 05),大鼠神经元SIRT1表达增加,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比例增加,Beclin1表达增加;使用EX 527处理后,RSV的神经保护作用受到抑制。结论:RSV通过激活SIRT1活性促进大鼠皮层神经元自噬。

心脏病合并糖尿病患者围术期自噬微管相关蛋白轻链3抗体Ⅱ水平变化及其与炎性因子水平、心肌缺血再灌注损伤的相关性研究

背景细胞自噬在心肌缺血再灌注损伤及2型糖尿病发生发展过程中发挥着重要作用,因此明确心脏病合并糖尿病患者围术期细胞自噬作用具有重要意义。目的分析心脏病合并糖尿病患者围术期自噬微管相关蛋白轻链3抗体Ⅱ(LC3Ⅱ)水平变化及其与炎性因子水平、心肌缺血再灌注损伤的相关性。方法选取2016—2017年武汉大学人民医院心胸外科收治的心脏病合并糖尿病患者64例作为观察组,同期未合并糖尿病的心脏病患者64例作为对照组。两组患者均根据冠状动脉、瓣膜及血管病变情况选择相应手术方法,比较两组患者手术前后LC3Ⅱ及炎性因子〔包括白介素6(IL-6)及白介素8(IL-8)〕水平,术后24 h乳酸脱氢酶(LDH)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)及肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平;LC3Ⅱ水平与围术期心脏病合并糖尿病患者IL-6、IL-8、LDH、cTnT、CK-MB水平的相关性分析采用Pearson相关分析。结果 (1)两组患者术前LC3Ⅱ、IL-6、IL-8水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);术后观察组患者LC3Ⅱ、IL-6、IL-8水平高于对照组(P<0.05)。(2)术后24 h观察组患者LDH、cTnT、CK-MB水平高于对照组(P<0.05)。(3)Pearson相关分析结果显示,LC3Ⅱ水平与围术期心脏病合并糖尿病患者IL-6(r=0.955)、IL-8(r=0.962)、LDH(r=0.981)、cTnT(r=0.964)、CK-MB(r=0.969)水平呈正相关(P<0.01)。结论心脏病合并糖尿病患者围术期LC3Ⅱ水平较高,且LC3Ⅱ水平与炎性因子水平及心肌缺血再灌注损伤有关。

自噬与肝细胞癌关系的研究进展

自噬是细胞在溶酶体的参与下降解细胞物质或结构的过程。人类许多疾病与自噬异常有关,为人类癌症中的病理生理学提供了新的线索。但是自噬在正常肝脏生理和肝脏疾病发病过程中的作用有待进一步阐明。文章综述了目前已知的自噬在肝细胞癌发生、发展中的作用及分子机制。

溶酶体途径在细胞自噬过程中的功能意义

溶酶体具有高度保守的异质性,是细胞自噬的关键细胞器。细胞质中的蛋白质和细胞器最终在溶酶体降解,故溶酶体在维持细胞结构和功能的平衡方面起着重要生理作用。通过自噬溶酶体途径,细胞可清除某些病原体并参与抗原呈递。细胞自噬与异噬经溶酶体密切联系。自噬过程中溶酶体功能障碍与某些疾病和衰老等相关。对细胞自噬的溶酶体途径及其功能意义作了概述。

细胞自噬研究技术进展及其应用

在生理状态下,细胞通过自噬清除衰老细胞器和异常长寿蛋白质,维持自身结构和功能的衡定,参与胚胎发育、免疫调节和延长寿命。病理状态下细胞自噬水平显著升高,以耐受饥饿、缺血和凋亡。自噬功能障碍与某些慢性感染疾病、神经变性疾病、溶酶体贮积症和肿瘤等密切相关。掌握和合理应用自噬研究技术对于提高细胞自噬研究水平有着重要意义。该文对哺乳类细胞自噬研究技术进展及其应用作了概述。