自噬通过分解并清理受损的蛋白质和细胞器来达到清洁细胞的效果,该过程对于神经元等寿命较长的细胞来说十分重要,由于神经元不再能够进行细胞分裂,因此特别容易积聚对自身有害的蛋白质和受损的细胞器。在他们的新研究中,科学家表明,老鼠大脑中的神经元不需要自噬就可以存活。此外,这些神经元细胞通过自噬相关蛋白来调节对学习和记忆至关重要的分子微管转运过程。自噬对大脑的健康至关重要,这一事实得到了近十年来科学发现的支持。科学家发现自噬的新功能表明,对患者自噬活性的诊治性调节不只可以促进脑部废物清理,还可以通过改变细胞内转运系统的效率来改变认知能力。自噬性溶酶体是一种自体吞噬泡,作用底物是内源性的,即细胞内的蜕变、破损的某些细胞器或局部细胞质。自噬可影响细胞因子的产生、趋化作用等。河南单荧光自噬慢病毒包装
肝病中瘤免疫与自噬的关系尚未完全明确。研究表明,缺乏自噬的肝脏Kupffer细胞可以通过mtROS-NF-κB-IL-1a/b通路促进肝硬化和肝病发展。自噬缺陷协同脂质堆积可造成肝内CD4+T淋巴细胞耗竭。细胞自噬还被证实可被诱导增强TGFβ介导的抗瘤作用,IFNγ可通过非凋亡性细胞死亡抑制Huh7肝病细胞增殖,敲除自噬后,IFNγ抑制肝病细胞增殖和诱导肝病细胞死亡的作用消失。研究表明自噬可通过抑制抑病基因的表达或活化原病基因促进肝病发生。在ATG5敲除的小鼠模型中,由于自噬缺陷,抑病基因p53表达增加,小鼠只发生肝良性瘤而不恶变。这进一步提示,自噬在肝病发生中的作用及机制非常复杂,可能受到诸多因素调控,但其重要性则毋庸置疑,仍需更多的研究探索其机制。杭州自噬透射电镜分子伴侣介导的自噬:胞质内蛋白结合到分子伴侣后被转运到溶酶体腔中,然后被溶酶体酶消化。
在正常情况或短时间的饥饿状态下,细胞内的蛋白质主要通过泛素化蛋白酶系统降解为氨基酸。但数小时以上的饥饿后,自噬被活化并将蛋白质降解为氨基酸。关于这些氨基酸的用途,主要有三种途径:自噬的另一大功能是清理细胞内受损的细胞器或错误折叠的蛋白质。有时候自噬也会清理一些多余的细胞器(如过氧化物酶体)。自噬在清理垃圾方面的功能使自噬成为许多疾病的潜在调整靶点。已经有研究表明,自噬被阻止会导致不正常的蛋白质和细胞器在肝脏、神经细胞和肌肉细胞中累积。例如,在阿尔茨海默症中,可以观察到大量的自噬体,这可能与该疾病中累积的淀粉样蛋白变性有关。而在一些神经退行性变(如帕金森症、亨廷顿氏舞蹈症)的动物模型中,用TOR激酶阻止剂来模拟饥饿信号以增强自噬,可以减少致病的α-突触核的蛋白积累,并延缓症状出现。
酒精性脂肪肝到原发性肝病的发展过程中,细胞自噬起先是被促进的,但后来则转为抑制。在急性乙醇暴露环境下,肝细胞自噬增加,此时自噬作为一种保护机制,清理大量受损线粒体和ROS自由基,促进乙醇代谢等。乙醇被氧化分解代谢主要是通过肝脏乙醇脱氢酶和细胞色素P4502E1催化反应。但在用乙醇处理人肝病细胞的模型中,观察到细胞色素P4502E1抑制了细胞自噬,并促进了脂质堆积,其机制可能是慢性乙醇暴露环境下,长期内质网应激条件下,自噬效应减弱,溶酶体融合、降解自噬小体能力降低,因为内质网含自噬小体形成需要的膜结构和蛋白质。自噬体能够与晚期内体融合形成中间囊泡终形成自噬溶酶体。
推动关系中自噬并不直接参与诱导细胞死亡,而是作为能量供应者保障凋亡顺利进行。例如细胞在营养匮乏的情况下,通过上调自噬维持胞内ATP水平,使得胞内磷脂酰丝氨酸向胞外暴露释放出凋亡信号。凋亡小体形成的膜出泡过程依赖于ATP驱动肌动球蛋白收缩,如若阻止自噬会阻碍这类ATP依赖性凋亡特征发生,但对其它凋亡反应并无影响。细胞自噬与细胞凋亡交互作用的重要调节子凋亡与自噬的多重交互作用方式必然存在共同的信号通路和调节蛋白,研究人员将其称为交互作用调节。自噬在心肌缺血再灌注过程不同阶段发挥着不同的作用。杭州自噬透射电镜
在一些病变发生的早期,促进自噬可能是一条可行的抗病变途径。河南单荧光自噬慢病毒包装
汉黄芩苷是中药黄芩的有效成分之一,研究发现,在给予50、100、200、300、400 μmol/L的汉黄芩苷后,MDA-MB-231细胞活力有不同程度的降低;汉黄芩苷可引起MDA-MB-231细胞自噬,且具有时间和浓度依赖性,其调节细胞自噬的机制与MAPK-mTOR通路相关而非JNK通路。另外,从中药点地梅中分离得到的三萜皂苷类化合物saxifragifolin D(SD),增加MCF-7和MDA-MB-231细胞LC3-II、Beclin-1、III型PI3K(Vps34)蛋白的量,并通过活性氧(ROS)介导的内质网应激(ER stress)途径诱导乳腺ai细胞凋亡和自噬,抑制ai细胞的增殖。河南单荧光自噬慢病毒包装