细胞自噬与炎症反应相互作用的研究进展

细胞自噬是维持细胞内环境自稳的一种自我保护机制,是由溶酶体介导的降解细胞内受损的蛋白质或者细胞器的代谢过程。细胞自噬与炎症反应密切相关,模式识别受体Toll样受体的激活能够诱导细胞自噬的发生,而细胞自噬又对炎症反应有调控作用。同时细胞自噬与抗感染免疫密切相关,而细胞自噬的缺损是诱发炎症反应和炎症性疾病的一个重要因素。本文简要综述细胞自噬与炎症反应的相互作用,为研究细胞自噬调控炎症反应的机制提供参考。     

牺牲局部、成就整体的细胞自噬——2016年度诺贝尔生理学或医学奖成果简介

 自噬是一种细胞自身成分降解并回收利用的基本过程。日本科学家Yoshinori Ohsumi（大隅良典）因阐明细胞自噬的分子机制和生理功能而获得2016年度诺贝尔生理学或医学奖。这项工作不但为理解机体适应饥饿、感染免疫应答等诸多生化过程打开了一扇窗,也为治疗自噬相关疾病及开发针对自噬的潜在药物靶标奠定了基础。本文解读细胞自噬分子机制的科学背景及内涵,综述自噬相关研究的进展,并探讨其对人类健康的重大意义。     

细胞自噬的调节机制与选择性降解

细胞自噬是一个多步骤的降解过程.当细胞自噬发生时,具有双层膜结构的自噬小体先把待降解的细胞内容物包裹起来,然后与溶酶体融合将内容物降解.细胞自噬起初仅被认为是对营养缺乏的适应性机制,是一个非选择性降解过程.近些年来不断深入的研究表明,细胞自噬同时还参与了抵抗炎症、肿瘤、神经退行性变及心脏病等重要生理过程.随着细胞自噬受体蛋白p62的发现,人们进一步认识到细胞自噬还是一个具有高度选择性的降解过程.本文综述了细胞自噬的调节机制及其对一些蛋白聚合体的选择性降解.     

多细胞生物自噬的分子机制和生理功能

细胞自噬是真核生物的一种高度保守的由溶酶体介导的降解过程.自噬将胞内物质包裹在双层膜的自噬小体内,运送到溶酶体进行降解再利用以维持细胞的稳态平衡.经过半个多世纪的研究,特别是研究自噬的遗传模型的建立,人们对自噬的分子机制和调控机理已经有了较为深入的了解.目前已经发现了20多个自噬相关基因(ATG基因和EPG基因)参与自噬小体的形成和成熟过程.多种信号通路,如氨基酸缺失、激素刺激等都参与自噬活性的调控.自噬参与生命过程的多个方面,自噬异常与多种人类疾病的发生发展密切相关,如神经退行性疾病、糖尿病、肿瘤等.多细胞生物自噬的分子机制和调控机理的研究对预防和治疗相关疾病有重要意义,并为研发药物提供理论依据和新的靶点.     

Eca109细胞中自噬模型的建立

目的:在食管鳞癌细胞Eca109中建立自噬模型.方法:按照常规细胞培养方法,将pmcherry-GFP-LC3质粒转染进入Eca109细胞,mcherry为红色荧光蛋白,GFP为绿色荧光蛋白,可示踪自噬体形成.加入浓度为50nmol/L自噬激活剂雷帕霉素,建立自噬模型.采用电镜观察雷帕霉素诱导后细胞中自噬小体的产生,激光共聚焦显微镜观察自噬发展的阶段,并对发生自噬行为的细胞进行计数.结果:雷帕霉素诱导后可见明显的自噬小体,激光共聚焦采图可见自噬细胞数量明显增多(P0.05).结论:1.在Eca109细胞中通过加入自噬诱导剂雷帕霉素成功构建细胞自噬模型;2.细胞自噬模型的建立为研究肿瘤细胞自噬活动的现象和分子调控机制提供了新的实验平台.     

内质网应激源和雷帕霉素受体蛋白调控的自噬和凋亡

细胞自噬与凋亡是多细胞体生物维持自身稳态的重要生理反应机制。分别将自噬和凋亡诱导剂Beclin1和Caspases被引入到Kapuy等人建立的模型中,这个模型描述了内质网应激压力的条件,雷帕霉素受体蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)调控Beclin1控制的自噬与Caspases导向的凋亡。另外,探讨了内质网应激源和mTOR相关的参数对自噬和凋亡的调控。结果显示,虽然mTOR会抑制细胞自噬活性,但内质网应激压力仍然会引发这一过程。当自噬切换到凋亡时,内质网应激压力与mTOR的共同作用下会加速细胞的死亡。     

LC3和lamins在细胞核自噬中的研究进展

自噬是细胞内的重要生理机制之一,对细胞来说自噬是一把双刃剑,它曾一度被认为是机体的保护机制,但随着研究的深入,学者发现自噬也可促进肿瘤的生长.由于细胞核在真核生物中的重要性,相关自噬蛋白在核中的大量分布,核自噬在多种疾病的发生发展中起着非常重要的作用.为了全面了解疾病与自噬的关系,人们开始了核自噬方面的探索.本文对近年...     

TRAPP复合物与自噬关系的研究进展

转运蛋白颗粒(TRAPP)是一种高度保守的多亚基蛋白复合物，参与囊泡运输、细胞自噬等过程.细胞自噬是真核生物中高度保守的降解和循环通路，在维持细胞稳态和应对环境压力中起着重要作用.近年来，TRAPP复合物与自噬关系的研究较为广泛，研究表明多个TRAPP复合物亚基参与自噬过程，且TRAPP复合物不同亚基的突变或缺失也与多种人类疾病有关.对TRAPP复合物参与调控细胞自噬机制的深入研究有助于了解一些人类疾病的发生和发展.     

细胞自噬对松材线虫繁殖存活的影响及线虫与松树互作早期自噬相关基因的表达

【目的】细胞自噬在真核生物细胞应对不良环境中具有重要作用。探讨细胞自噬对松材线虫取食繁殖的影响,测定松材线虫与松树互作过程中松材线虫BxATG1和BxATG8两个自噬相关基因的表达。【方法】在前期研究发现松材线虫存在细胞自噬现象,并克隆了松材线虫BxATG1和BxATG8两个自噬相关基因的基础上,采用外源自噬诱导剂探讨了细胞自噬对松材线虫取食繁殖的影响,测定了松材线虫与松树互作早期自噬相关基因的表达。【结果】经雷帕霉素处理后,松材线虫的自噬启动基因BxATG1和自噬标志性基因BxATG8表达量显著上调,且松材线虫的取食速率及繁殖量也显著增加; 松材线虫在饥饿状态下的存活能力明显上升,脂肪含量的堆积也略有增加。松材线虫与松树互作早期(6、12、18、24 h)的qRT-PCR结果表明,松材线虫侵染松树12 h时,细胞自噬爆发达到最高峰。【结论】外源自噬诱导后促进了松材线虫细胞自噬的发生; 细胞自噬在促进松材线虫生长发育中具有一定作用; 在松材线虫侵染松树过程中,细胞自噬有助于线虫适应松树的早期抵抗反应。     

Earle's盐平衡液饥饿诱导DLD-1,HCT-116,A2780,CHO,Hep G2和SMMC7721肿瘤细胞系自噬发生的时间优化（英文）

肿瘤细胞在正常培养条件下自噬水平非常低,很难被监测到。与药物性自噬诱导剂相比,Earle's盐平衡液(EBSS)应用简便,除产生饥饿诱导自噬外,无其他细胞毒性,有利于研究细胞自噬的分子机制和功能。本文应用蛋白免疫印记和细胞免疫荧光技术探讨了EBSS对DLD-1和HCT-116结直肠癌、A2780和CHO卵巢癌、HepG 2和SMMC7721肝癌细胞系的自噬诱导效果和有效诱导时间。结果显示:EBSS短短几小时处理,能够非常有效地诱导上述6株肿瘤细胞发生自噬,但不同细胞系之间的有效诱导时间却明显不同。其中,DLD-1、HCT-116、CHO和HepG 2细胞系的有效诱导时间仅需2 h;A2780细胞需要稍微延长到4 h;然而SMMC7721却要延长到8 h左右。本研究为其他研究者在应用EBSS诱导肿瘤细胞自噬时提供了实践依据和参考。     

细胞自噬与肝病

细胞自噬是真核细胞在长期进化过程中形成的一种自我保护机制,它在清除细胞内蛋白质聚集体、维持细胞内稳态中发挥着重要的作用.近年来研究表明,细胞自噬与各种肝病的病理发生密切相关,本文简要综述该方面的研究进展.     

5十七烷基间苯二酚对三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的抑制作用

为研究5-十七烷基间苯二酚(AR-C17)对人乳腺癌MDA-MB-231细胞的作用及其潜在机制,采用CCK-8方法检测不同处理下的细胞存活率变化;DCF-DA荧光探针法检测活性氧(reactive oxygen species, ROS)变化情况;流式细胞术测定胞内肿瘤增殖标记物Ki-67的表达,细胞凋亡的变化,线粒体膜电位的变化及自噬体的形成情况;蛋白印迹法检测Bax、Bcl-2、LC3-Ⅱ等凋亡、自噬相关蛋白的表达情况。结果表明,与对照组相比,AR-C17显著抑制了MDA-MB-231细胞存活率,促进胞内ROS的生成,降低肿瘤增殖标志物Ki-67的表达,降低线粒体膜电位,上调Bax/Bcl-2的蛋白表达比率,增加活性Caspase的表达量,诱导MDA-MB-231细胞发生线粒体途径的凋亡;同时,AR-C17能够增加LC3-Ⅱ蛋白表达量,促进自噬体形成,诱导细胞发生自噬;此外,采用自噬抑制剂与AR-C17共同作用能够降低细胞存活率,进一步促进细胞凋亡。研究结果表明,AR-C17能够诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞发生凋亡和自噬,达到抑制乳腺癌细胞增殖的作用。     

自噬对肝癌SMMC-7721细胞侵袭迁移能力的影响

为探讨自噬对照射过程中肝癌SMMC-7721细胞侵袭和迁移能力的影响及其潜在的作用机制,将肝癌SMMC-7721细胞分为6组,分别为阴性对照(NC)组、8 Gy X-线照射(IR)组、自噬激活剂雷帕霉素(Rapa)组、自噬抑制剂三甲基腺嘌呤(3-MA)组、照射+雷帕霉素(IR+Rapa)组和照射+三甲基腺嘌呤(IR+3-MA)组,利用划痕实验和Transwell实验检测自噬对肝癌SMMC-7721细胞迁移和侵袭的影响;用CCK8实验检测照射、雷帕霉素和3-MA对肝癌细胞增殖的影响;用蛋白免疫印迹(Western blot)检测N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)和LC3B蛋白表达情况。研究结果显示,照射可增强肝癌SMMC-7721细胞侵袭迁移的能力(P<0.05),同时,照射可抑制细胞的增殖能力(P<0.05);雷帕霉素激活自噬可增强细胞的侵袭迁移能力(P<0.05),3-MA抑制自噬可抑制细胞侵袭迁移和细胞的增殖能力(P<0.05)。照射可上调N-cadherin、Vimentin表达水平(P<0.05),激活或抑制自噬可分...     

细胞自噬关键蛋白突变可延寿

正近日,科学家开展的小鼠实验显示,某种对细胞自噬过程至关重要的蛋白质突变后,小鼠的健康期限和寿命可延长。研究人员认为,这或是延长哺乳动物寿命的一种有效机制。衰老被认为是生理功能的逐渐退化现象,由很多因素造成,包括氧化损伤、基因组不稳定性和遗传程序等。自噬能消除功能失调的细胞成分,是一种重要的细胞自我修复机制,被认为有助于延长模型生物的寿命。科学     

低氧与运动训练对线粒体自噬影响的研究进展

线粒体是机体主要的供能细胞器,但是氧化损伤等因素会导致线粒体功能失调.研究表明,自噬是线粒体维持自身数量以及质量的动态平衡的主要方式之一.线粒体自噬(mitochondrial autophagy)具有选择性,对受损伤或不需要的线粒体能特异性识别,由自噬体将其包裹并清除.线粒体自噬对维持细胞内环境稳态具有重要意义,是维持整个线粒体网络功能完整性和细胞生存的重要机制之一.运动训练对机体代谢的良性效应可用自噬现象来解释,细胞自噬已成为当前运动科学领域的研究热点.该文主要综述近年来国内外有关低氧与运动训练对线粒体自噬现象影响的研究进展.     

S8联合小分子化合物Z18的抗肿瘤效应研究

 为了探讨S8联合小分子化合物Z18的抗肿瘤效应,本研究通过联合用药方式处理HeLa细胞后,采用台盼蓝染色和流式细胞仪对细胞死亡率和死亡方式进行检测。电镜实验证实Z18诱导细胞自噬,并利用Western Blotting检测联合用药后LC3-II的变化和使用转染了GFP-LC3或mRFP-EGFP-LC3的HeLa细胞检测联合用药对细胞自噬和自噬流的影响。最后通过ATG5 siRNA和CQ抑制自噬和自噬流,观察联合用药对细胞的自噬和死亡的变化,进一步研究S8对Z18的抗肿瘤作用的影响。结果显示,S8联合用药后,细胞死亡率显著升高(P<0.05),死亡方式主要以坏死为主。S8明显地促进了Z18对HeLa细胞的毒性,其促进作用具有剂量依赖性。但联合用药并未降低Z18引起的自噬空泡集聚,LC3-II蛋白表达也未发生变化。抑制自噬后,并未影响联合用药促进细胞死亡的结果。因此,Z18在联合使用S8的情况下,细胞自噬水平没有发生明显变化,而细胞死亡比例明显升高,自噬并不影响联合用药诱导的细胞死亡。S8可能通过调节细胞坏死的其他途径进而促进细胞对Z18的敏感性,并进一步使细胞发生坏死。     

二甲双胍的自噬机制和自噬相关应用前景进展

尽管二甲双胍为二型糖尿病的首选药物,可近年来其抗肿瘤作用越来越受到人们的关注,其中二甲双胍诱导细胞自噬尤为重要.二甲双胍通过不同途径诱发线粒体自噬和内质网自噬,清除机体内受损物质,从而达到抑制细胞增殖、侵袭迁移,同时还具有延缓细胞衰老等作用.二甲双胍诱导细胞自噬及其机制的研究具有重要理论价值和潜在的应用前景,二甲双胍有...     

HIV-1相关蛋白与细胞自噬在HIV相关神经认知障碍中的研究进展

细胞自噬作为真核细胞的一种自我保护机制,能降解细胞内的大分子蛋白质和病原微生物以及一些受损或老化的细胞器,使细胞维持平衡状态,在预防神经退行性疾病及免疫系统疾病等过程中有重要作用.研究发现,HIV-1(Human immunodeficiency virus type-1)能通过各种机制改变细胞自噬的正常功能,以利于自身的复制、感染等,本文就HIV-1的相关蛋白与细胞自噬的相互作用,及其在HIV相关神经认知障碍(HIV-1 associated neurocognitive disorder,HAND)的发生和发展中的重要作用进行综述.     

壳寡糖对HeLa细胞和A549细胞自噬性死亡的影响

为了探讨壳寡糖(COS)对He La细胞和A549细胞自噬性死亡的影响,利用不同浓度COS处理细胞后MTT法检测细胞的增殖抑制情况,采用MDC染色法观察自噬泡的形成,免疫荧光法检测LC3在细胞内的表达,Western-blot分析COS处理He La和A549细胞不同时间后细胞内LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ变化。结果表明,5.0 mg·m L-1COS对两种细胞的增殖抑制率最大,分别为52.15%和57.63%(P0.01)。与阴性对照相比,经COS处理后的细胞MDC染色细胞内荧光强度增加,且阳性信号聚集于核周区域;免疫荧光检测发现LC3阳性颗粒数明显增加,表明细胞内自噬体的数量增多。Western-blot检测分析随着COS处理细胞时间延长,LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值逐渐增大,显示细胞内自噬活性增强。由此推测COS能够通过诱导He La和A549细胞的自噬性死亡来抑制细胞增殖,为COS的抗肿瘤作用机制的研究提供理论依据。     

细胞自噬对拟南芥种子萌发的影响

自噬在植物生长发育过程发挥着至关重要的作用，但是植物中自噬与种子萌发的关系尚不明确。为了探究自噬对种子萌发的影响，通过基因表达检测、蛋白免疫印迹实验和种子萌发速率比较，分析了细胞自噬对拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子萌发的影响。研究结果表明细胞自噬在植物种子萌发过程中发挥重要作用:(1)自噬基因的表达在种子萌发过程中明显上调，且ATG8蛋白在种子萌发过程中逐渐积累，表明种子萌发过程中细胞自噬被激活；(2)细胞自噬抑制剂3-methyladenine (3-MA)能够显著地抑制拟南芥野生型种子的萌发，拟南芥自噬突变体种子的萌发速度比野生型种子的慢，表明细胞自噬途径在种子萌发过程中发挥正向调控作用但不是种子萌发所必需的。