在心力衰竭早期,线粒体自噬往往被抑制,此时如果适当提高线粒体自噬水平,可以延缓心力衰竭的进展;而在心力衰竭晚期,线粒体自噬往往被过度激huo,导致心肌细胞功能障碍,心力衰竭加重,此时应适当抑制线粒体自噬水平。Milonas等研究发现,心力衰竭患者的心肌细胞中Beclin-1和LC3表达增加,而随着心脏负荷减轻,Beclin-1和LC3表达亦随之降低,提示线粒体自噬与心力衰竭有关。Givvimani等在构建压力负荷诱导的心力衰竭模型的实验中发现,随着线粒体自噬水平异常增强,细胞凋亡也异常增加。当自噬体与溶酶体融合后,因GFP荧光的部分淬灭而以红色斑点的形式表现出来。山东GFP-LC3单荧光自噬慢病毒
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)。江西自噬通路在细胞能量危机的时候,自噬还通过消化细胞器和蛋白质等大分子为细胞提供能量和营养,延长细胞寿命。
自噬过程中的不同阶段(1)未受诱导细胞(2)自噬诱导及吞噬泡形成(3)自噬完成及(4)与溶酶体融合。1、诱导与吞噬泡形成:为应对多种刺激,通过形成一种独特的平整细胞膜(吞噬泡)诱导自噬。上述过程需要两种蛋白质复合物参与其中,负责调控自噬体形成。2、自噬体延伸与形成:吞噬泡的延伸会导致形成自噬体,一般为双层膜细胞器。此步骤为简单隔离步骤,其中不发生降解。自噬体内外表面均存在LC3B-II。在自噬过程中,LC3的合成与加工均有所增加,且可将其作为标记物监控细胞内自噬水平。3、融合、降解与回收:完全形成的自噬体与溶酶体在细胞内相融合。自噬体-溶酶体的融合机制与同质性液泡膜融合机制相同。4、对囊泡内物质的降解依赖一系列溶酶体/液泡内酸性水解酶完成。由降解产生的小分子,特别是氨基酸,会被重新转运至细胞质内用于蛋白质合成与细胞功能维护。
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。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。
吞噬泡随机或选择性地捕获待降解目标:LC3活化后,吞噬泡向内弯曲并包围待降解物。这个过程可以是非选择性的,即细胞在饥饿等信号刺激下随机回收一部分蛋白来提供能量。但越来越多的证据表明,正常细胞也可以对受损细胞器和错误折叠的蛋白选择性自噬并降解,以维持细胞内部的健康。当细胞器受损时,待降解物表面生成可以与LC3B-II结合的配体分子,从而引导吞噬泡选择性包裹该物体,形成自噬体。自噬体与溶酶体融合,并由溶酶体降解其中的物质:结尾,自噬体借助微管等细胞骨架移动至溶酶体,并与溶酶体融合。这一过程亦受到许多蛋白的调控。溶酶体中的酶随后将自噬体内容物降解。线粒体自噬是自噬的一种,它能通过清理去极化线粒体减少活性氧簇,达到细胞保护的目的。西安wb检测自噬流
通过调节自噬活性, zhiliao神经退行性疾病、中流、心衰以及组织纤维化是可行的途径。山东GFP-LC3单荧光自噬慢病毒
自噬体形成依赖于一系列ATG蛋白在蛋白泛素化过程中的共价结合。ATG5和ATG12被誉为自噬的“中心”,为自噬体形成所必需,它们被发现还参与了细胞凋亡的调控。ATG5可以被Caplains剪切,造成ATG5N端片段以一种未知的机制转位到线粒体,与抗凋亡蛋白Bcl-xL结合,促发线粒体细胞色素C释放,诱导凋亡。研究发现在一系列不同凋亡刺激下,ATG12不但是caspase唤醒所必需的,它还可通过结合方式中和Bcl-2、Mcl-1的抗凋亡能力。进一步实验则发现,ATG12是因为具备和Bcl-2、Mcl-1结合的BH3样结构域而具有促凋亡功能。山东GFP-LC3单荧光自噬慢病毒
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