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        人体每时每刻都有细胞在死亡,从而维持体内稳定有序的运转。细胞死亡是维持生命体生长发育和生命活动的必要条件。一般来说,根据其发生机制和产生影响将细胞死亡分为:衰老、凋亡、坏死、程序性坏死、自噬、焦亡和铁死亡等。

 
 
 
 
 
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图1:细胞死亡的研究历程

        而细胞自噬,自2016年日本细胞生物学家大隅良典获得诺贝尔奖以后,便引起了众多科研工作者的广泛关注,成为当前生命科学、基础医学研究的一大热点,也成为国家自然科学基金的资助项目中炙手可热的研究领域。

 
 
 
 
 
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图2:自噬的研究历程

 

 

 

01
细胞自噬主要有三种形式
 

 

 
微自噬(microautophagy) :
指溶酶体或者液泡内膜直接内陷底物包裹并降解的过程。
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巨自噬(macroautophagy) :
通过形成具有双层膜结构的自噬体(autophagosome)包裹胞内物质,最终自噬体与溶酶体融合。
分子伴侣介导的自噬 (Chaperone-mediated autophagy,CMA):
动物细胞衰老反应过程中,往往发生分子伴侣介导的自噬过程,保存必须的组成细胞结构的蛋白和其他材料。

 

02
自噬的进程
 

 

 
 

自噬体(autophagosome)的形成;

 
 

自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体;

 
 

自噬的降解(degradation)。

 

 
 
 
 
 
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图3:图片来源于cayman chemical

 

03
自噬研究方法
 

 

 
自噬诱导剂

√ Brefeldin A / Thapsigargin / Tunicamycin : 模拟内质网应激

√Carbamazepine/L-690,330/Lithium Chloride(氯化锂): IMPase 抑制剂(即Inositol monophosphatase,肌醇单磷酸酶)

√ Earle's平衡盐溶液: 制造饥饿

√ N-Acetyl-D-sphingosine (C2-ceramide): Class I PI3K Pathway抑制剂

√ Rapamycin: mTOR抑制剂 (最常用)(思科捷货号:SJ-MA0031)微信图片_20221014165412.png

 

√ Xestospongin B/C: IP3R阻滞剂

 

 
自噬抑制剂

√ 3-Methyladenine(3-MA): (Class III PI3K) hVps34 抑制剂 (思科捷货号:SJ-MN0032)微信图片_20221014165412.png

√ Bafilomycin A1: 质子泵抑制剂

√ Hydroxychloroquine (羟氯喹):(思科捷货号:SJ-MA0043 硫酸羟氯喹)

 

 

04
研究自噬的关键指标
 

 

 
LC3

包括两种可相互转化的形式即LC3-I和LC3-II,参与了自噬体膜的形成。自噬形成时,胞浆型LC3(即LC3-I)会酶解掉一小段多肽,转变为(自噬体)膜型(即LC3-II),因此,LC3-II/I比值的大小可估计自噬水平的高低。需注意:LC3抗体对LC3-II有更高的亲和力,可能会造成假阳性。

 
P62/SQSTM1

P62可响应多种刺激参与自噬、作为自噬配体与LC3B相互作用、负责招募特定“待降解货物”到自噬体膜上,迅速与“货物”一起被降解。自噬配体p62蛋白也是常用于评估自噬的标志物。

 
ATG5

ATG5是参与自噬泡中吞噬细胞膜延伸的关键蛋白,它与ATG12形成组成型的复合物。之后ATG12-ATG5复合物又进一步与ATG16L结合形成ATG12-Atg5-ATG16L复合物,定位于自噬体的外膜上。

 
Beclin 1

Beclin1被ULK1磷酸化,并作为PI3K复合物的整体支架,促进自噬蛋白定位到自噬泡。

 

05
自噬相关文献
 

 

1.The circROBO1/KLF5/FUS feedback loop regulates the liver metastasis of breast cancer by inhibiting the selective autophagy of afadin

doi: 10.1186/s12943-022-01498-9

 

2.MEK inhibition overcomes chemoimmunotherapy resistance by inducing CXCL10 in cancer cells

doi: https://doi.org/10.1016/J.CCELL.2021.12.009

 

3.CCT2 is an aggrephagy receptor for clearance of solid protein aggregates

doi: https://doi.org/10.1016/J.CELL.2022.03.005

 

4.Solamargine induces hepatocellular carcinoma cell apoptosis and autophagy via inhibiting LIF/miR-192-5p/CYR61/Akt signaling pathways and eliciting immunostimulatory tumor microenvironment

doi: 10.1186/s13045-022-01248-w

 

5.LC3B is an RNA-binding protein to trigger rapid mRNA degradation during autophagy

doi: 10.1038/s41467-022-29139-1

 

6.Mediobasal hypothalamic FKBP51 acts as a molecular switch linking autophagy to whole-body metabolism

doi: 10.1126/sciadv.abi4797

 

7.Galectin-9 restricts hepatitis B virus replication via p62/SQSTM1-mediated selective autophagy of viral core proteins

doi: 10.1038/s41467-022-28171-5

 

8.Oxygen-sensitive methylation of ULK1 is required for hypoxia-induced autophagy

doi: 10.1038/s41467-022-28831-6

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06
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