關(guān)于細(xì)胞自噬，這些你都知道嗎？

細(xì)胞自噬是指在自噬相關(guān)基因的調(diào)控下，利用溶酶體降解自身受損的細(xì)胞器及大分子物質(zhì)的過程，以此維持細(xì)胞自身的需要及細(xì)胞器的更新。

一、細(xì)胞自噬的基本概念及特征

1、自噬的過程

細(xì)胞質(zhì)中的線粒體等細(xì)胞器首先被稱為“隔離膜"的囊泡所包被,這種“隔離膜"主要來自于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體;囊泡逐漸閉合最終形成雙層膜結(jié)構(gòu),即自噬體，其大小約為 500 nm左右，囊泡內(nèi)常見的包含物有胞質(zhì)成分和某些細(xì)胞器如線粒體、內(nèi)吞體、過氧化物酶體等;自噬體的外膜與溶酶體融合形成降解自體吞噬泡；由溶酶體內(nèi)的酶降解自體吞噬泡中的內(nèi)容物和內(nèi)膜。

2、自噬的形態(tài)學(xué)變化

在電鏡下能觀察到高爾基體等細(xì)胞器膨脹，細(xì)胞核固縮，形成大量的吞噬泡，細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)生特化。

3、自噬的分類

①巨自噬（Macroautophagy）：最為常見，即上面說的自噬過程。

②微自噬（Microautophagy）：是指溶酶體主動(dòng)、直接吞噬胞漿成分的一種方式。

③分子伴侶介導(dǎo)的自噬（CMA）：一些分子伴侶，如hsp70，能幫助未折疊蛋白轉(zhuǎn)位入溶酶體。

4、影響因素

其影響因素包括：饑餓、蛋白聚集、凋亡、缺氧、病原體感染等，均會(huì)造成細(xì)胞自噬產(chǎn)生。正常情況下，細(xì)胞自噬發(fā)生的概率很低，只有受到以上因素的影響時(shí)，自噬才會(huì)被激活，參與機(jī)體穩(wěn)態(tài)調(diào)控。

二、細(xì)胞自噬信號(hào)通路

自噬的調(diào)控
1、依賴mTOR（哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶點(diǎn)）途徑的自噬
1）PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路
2）AMPK-TSC1/2-mTOR 信號(hào)通路
2、其它的信號(hào)通路
1）3-甲基腺嘌呤（3-MA）通過抑制Class ⅢPI3K的活性抑制自噬。
2）beclin1和UVRAG作為正調(diào)控子，抗凋亡因子bcl-2作為負(fù)調(diào)控子共同參與組成Class ⅢPI3復(fù)合物調(diào)控自噬。
3）GTP結(jié)合的G蛋白亞基Gαi3抑制自噬；GDP結(jié)合的Gαi3蛋白活化自噬。
4）死亡相關(guān)蛋白激酶（death-associated protein linase,DAPK）和DAPK相關(guān)蛋白激酶（DAPK-related protein kinase-1,DRP-1）誘導(dǎo)自噬。

三、細(xì)胞自噬的研究方法

1、自噬體的觀察

直接法：直接在透射電鏡下觀察自噬不同階段的形態(tài)變化

① 初期，主要特征是成新月狀，單層或多層膜

② 中期：雙層或多層的液泡狀結(jié)構(gòu)即自噬體結(jié)構(gòu)，內(nèi)含胞漿成分，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等

③ 后期：形成自噬溶酶體，單層膜，胞漿成分已降解。

間接法：

① RFP-GFP-LC3雙熒光標(biāo)記

該原理為，當(dāng)自噬體與溶酶體未發(fā)生融合時(shí)，RFP熒光和GFP熒光都是存在的，當(dāng)自噬體與溶酶體發(fā)生融合時(shí)，導(dǎo)致GFP淬滅，此時(shí)只能觀察到紅色熒光。

② GFP-LC3單熒光標(biāo)記

原理為自噬形成時(shí)，GFP-LC3融合蛋白轉(zhuǎn)移到自噬體膜上，在熒光顯微鏡下可以看到多個(gè)綠色斑點(diǎn)，一個(gè)斑點(diǎn)可看成是一個(gè)自噬體，可通過計(jì)數(shù)確定自噬活性的高低。

③ MDC染色

MDC是一種嗜酸性的熒光色素，由于能使所有的酸性泡著色，故為非特異性染色。

2、自噬相關(guān)蛋白的研究

通過Western Blot檢測(cè)LC3II/I，p62，Beclin-1，ULK1蛋白的表達(dá)量

四、自噬研究進(jìn)展

（1）細(xì)胞自噬與神經(jīng)退行性疾病

Yan Yin ，etal，Ageing Research Reviews，2017

Yan Yin等人研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)退行性疾病例如阿爾茨海默病中，β-淀粉樣蛋白在腦部的沉積可以抑制自噬體和溶酶體的融合，從而抑制自噬，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的死亡。

（2）細(xì)胞自噬與中藥靶點(diǎn)研究

Bing Cui，etal，Asian Natural products Research，2017

Bing Cui等人研究了多種中藥成分在自噬調(diào)控中的作用，發(fā)現(xiàn)黃連素通過AMPK，抑制mTOR，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞自噬；黃酮類藥物主要與癌癥相關(guān)，通過激活Beclin1，促進(jìn)細(xì)胞自噬；多酚類藥物在心血管疾病中應(yīng)用較多，通過P38和LC3等靶點(diǎn)促進(jìn)細(xì)胞自噬。

（3）細(xì)胞自噬與病原體感染

Yan Zhou，etal，Bbadis，2017

Yan Zhou等人研究發(fā)現(xiàn)，輪狀病毒RV NSP4抑制IGF受體，阻斷其與PI3K的結(jié)合，抑制了下游mTOR信號(hào)通路，解除了對(duì)ULK1的抑制作用，從而促進(jìn)自噬，為病毒在宿主體內(nèi)增殖提供條件。

（4）細(xì)胞自噬與免疫

SamuelD Dowling，etal，Cancer Lett，2018

T細(xì)胞的激活與TCR信號(hào)通路和CD28信號(hào)通路有關(guān)，TCR信號(hào)通路和CD28信號(hào)通路的激活能促進(jìn)IL-2的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，IL-2與其受體結(jié)合，激活自噬相關(guān)通路，可以將錯(cuò)誤折疊的蛋白和一些細(xì)胞器降解，為細(xì)胞生存提供條件。

（5）細(xì)胞自噬與腫瘤

細(xì)胞自噬與腫瘤的關(guān)系較為復(fù)雜，一方面，正常細(xì)胞自噬增強(qiáng)，可表現(xiàn)出抑制腫瘤發(fā)生的功能；另一方面，腫瘤細(xì)胞也可通過增強(qiáng)細(xì)胞自噬來對(duì)抗由缺氧、代謝產(chǎn)物、治療藥物誘導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)。