再说自噬及相关动物模型

什么是细胞自噬?细胞自噬(autophagy)是细胞自消化并循环利用自身内部物质的过程,细胞通过生成隔离膜形成囊状小泡,包裹其内部无用或有害成分,并递送至溶酶体进行分解并循环利用。细胞利用这种“吃自己”的机制,能够降解内部潜在毒性蛋白和衰老蛋白,保持细胞活力。当细胞饥饿或者机体被感染时,自噬作用就会增强,以维持机体稳态。

图1. 细胞自噬


细胞自噬、细胞凋亡以及细胞死亡的比较在机体中,细胞自噬、细胞凋亡以及细胞坏死都能发挥“清道夫”作用,以维持机体稳态。在之前的专题文章中,我们对于细胞凋亡和坏死做过介绍,想必大家已有一定了解。关于三种机制的比较如下:


细胞自噬的各种途径根据胞内物质运送到溶酶体方式不同细胞自噬可分为: 1、巨自噬(mcroautophagy):最为常见的自噬途径,胞质内形成双层囊膜结构包裹胞内物质后,形成自噬体后递送至溶酶体,进而降解的过程,因形成的自噬体比较大而得名。 2、微自噬(miroautophagy):通过内陷溶酶体向内折叠活细胞突起,直接吞噬胞内物质,此途径形成的自噬体比较小。 3、分子伴侣介导的自噬(chaperone-mediated autophagy):一种非常复杂和特别的自噬途径,含有HSC70复合物识别位点的胞内蛋白与HSC70复合物结合,形成CMA-底物伴侣复合物,并将胞内蛋白去折叠,并在溶酶体HSC70分子伴侣的协助下转运至溶酶体进行降解。


图2. 图片来源于《Frontiers in Immunology》杂志细胞自噬与疾病细胞自噬是一种非常保守的自我保护机制,是细胞受到刺激时的应激反应,如饥饿、缺乏营养、缺氧、病原体感染、胞内细胞器损伤或异常蛋白过度累积等。细胞自噬的出现是为了适应环境,维持细胞和机体稳定。而自噬相关过程突变或**扰会导致严重的人类疾病,包括癌症、心血管疾病以及神经退行性疾病等。 自噬与癌症 自噬功能对于癌症具有两面性。多种自噬机制可用于抑制肿瘤,当细胞接受危险信号时,自噬机制会被启动,去除胞内异常的蛋白和细胞器,保护细胞免于癌变。随着研究的深入,人们发现自噬水平在许多实体肿瘤中升高,特别是营养物质受限导致癌细胞进入休眠状态时,自噬成为癌细胞赖以生存的法宝。美国芝加哥大学的研究人员使用遗传学和化学手段,证明自噬是高转移性肿瘤细胞能动性和入侵所必需的,并通过抑制自噬,有效阻断肿瘤细胞迁移和肿瘤模型中乳腺癌转移(Marina N. Sharifi et al, 2016)。 自噬与心血管疾病 自噬对维持心脏功能具有重要作用,自噬水平改变伴随着许多心血管疾病的进展过程中,如心肌缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)损伤、心肌梗死及心力衰竭等。正常的细胞自噬对心肌细胞有保护作用,自噬不足或自噬过度则可促发疾病或加重病变。 自噬与神经退行性疾病 许多神经退行性疾病是由于胞内错误折叠蛋白质的聚集和沉淀引起。如阿兹海默症(AD)最为显著的病理特征是细胞内MAPT/tau聚集变体及β-淀粉样蛋白异常聚集形成β淀粉样斑块沉集,逐渐导致神经元细胞死亡和认知功能下降;帕金森病的病例特征是黑质细胞区多巴胺能神经元变性缺失和蛋白样路易小体的形成。而神经细胞自噬是清除胞内异常蛋白聚集的重要途径,提升细胞自噬能力对于神经退行性疾病的治疗意义重大。自噬相关云克隆产品

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