前景 双刃剑 URP定义与自噬关系等1756-8722-4-8
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细胞的自噬维持细胞健康的重要机制细胞的自噬是一种维持细胞健康的重要机制,它在细胞内起着清除损坏蛋白质和维持细胞内环境稳定的作用。
自噬过程通过溶酶体降解细胞内的有害储存物质,使细胞能够回收和再利用其组分,从而维持细胞的生理功能和稳态。
一、自噬的定义和发现自噬最早是由隆达(Randolph Lengning)在20世纪60年代提出的概念,他将自噬定义为一种“供给型”解剖机制,细胞通过自我消化来维持生命。
在随后的研究中,日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)通过对酵母细胞的研究,揭示了自噬相关基因的存在和自噬的调控机制,为自噬研究奠定了基础,并于2016年获得诺贝尔生理学或医学奖。
二、自噬的类型自噬可以分为三种类型:微泡体自噬(microautophagy)、内吞体自噬(endosome-mediated autophagy)和线粒体自噬(mitophagy)。
1. 微泡体自噬是指细胞直接通过微泡体形成,将细胞内的损坏或陈旧的蛋白质通过吞噬过程进入溶酶体进行降解。
这一过程常常在营养匮乏或其他压力环境下发生,通过降解蛋白质来提供营养源。
2. 内吞体自噬是指细胞通过内吞体的形成过程来吞噬细胞外的物质,使其进入溶酶体进行降解和利用。
这种自噬方式主要用于细胞内外环境变化较大时,用以处理异常或外源性物质。
3. 线粒体自噬是指线粒体损伤或老化时,通过自噬的方式将其降解并回收线粒体的组分,以维持细胞的正常代谢和功能。
三、自噬的调控自噬的调控主要包括信号通路和蛋白质调控两个方面。
1. 信号通路自噬的信号通路主要包括mTOR通路、AMPK通路和Bcl-2家族通路等。
其中,mTOR(靶向雷帕霉素酸(rapamycin)的哺乳动物雷帕霉素酸靶蛋白)是自噬调控的核心,对自噬的启动和抑制起重要作用。
当mTOR活性降低时,细胞进入自噬状态,启动自噬过程,当mTOR活性升高时,自噬被抑制。
2. 蛋白质调控自噬相关基因(ATG)是自噬调控的关键蛋白质家族,其中ATG5和ATG7蛋白是自噬启动的关键因子。
细胞的自噬作用功能自噬(Autophagy)是细胞中一种重要的生物学过程,通过这一过程,细胞能够将自身的有害或不需要的物质进行降解和回收利用,从而维持细胞内环境的稳定。
自噬不仅在细胞的生长发育过程中发挥重要作用,还与细胞应对压力、疾病发生等密切相关。
自噬可分为三种类型:微自噬、宏自噬和小泡体自噬。
其中,宏自噬是最为常见和典型的一种类型,本文主要着重介绍宏自噬。
宏自噬是指细胞通过形成双层膜结构的自噬体,将细胞质中的有害蛋白质、受损细胞器、病毒等物质包裹并降解的过程。
整个宏自噬过程可以分为诱导、包裹、融合和降解四个阶段。
宏自噬的诱导是通过一系列信号通路的激活来启动自噬过程。
常见的诱导因子包括营养限制、细胞应激、氧化损伤等。
这些因子能够通过抑制mTOR信号通路的活性,从而激活细胞内的自噬相关基因,启动自噬过程。
接下来,诱导后的细胞会形成一段双层膜结构的自噬体,这个自噬体称为自噬囊(autophagosome)。
自噬囊在细胞质中形成并包裹有害物质,最终形成封闭的自噬体。
然后,这个自噬体会与细胞内的溶酶体融合,形成自噬体-溶酶体复合物。
在融合的过程中,自噬囊内的有害物质被释放到溶酶体中,溶酶体中的酶则能够将这些物质进行降解。
降解完成后,降解产物会被溶酶体内的转运体运出,再通过废物排出通路被细胞排除。
自噬的功能主要体现在以下几个方面:1. 维持细胞内环境的稳定:自噬过程能够清除细胞内的有害物质和受损细胞器,保持细胞内环境的稳定性。
通过这种方式,细胞能够及时清除由于代谢产生的废物、蛋白质聚集、氧化损伤等有害物质,避免其对细胞功能和结构的损害。
2. 能量供应:当细胞遭受到营养限制、能量不足等压力时,自噬可以通过降解细胞内的有机物质来提供能量。
通过将细胞内的有机物质降解为氨基酸和脂肪酸等,细胞能够在短时间内合成ATP,维持基本的生命活动。
3. 细胞发育和分化:自噬在细胞发育和分化过程中也起到重要作用。
例如,在胚胎发育过程中,自噬被认为是维持胚胎干细胞自我更新和分化的重要机制之一。
深度解读Nature丨简单抑制自噬治疗肿瘤或不可取——重新审视自噬在肿瘤发生发展中的重要作用撰文丨QY责编丨迦溆图片引自:/articles/318927.php上世纪60年代初, Leonard Hayflick 发现在体外培养的正常细胞并不能无限增殖下去,在一定的代数后便会走向衰老和死亡,这一现象称为细胞的Hayflick极限【1】。
这种现象可由多种因素触发, 如染色质端粒(Telomere)长度变短、外界环境刺激、DNA损伤和癌基因、抑癌基因的失调等【2】。
p53/p21CIP1通路和p16INK4A/pRb通路介导了绝大多数细胞老化,在体外培养的细胞中,有一些细胞这些通路会被失活,从而越过这个界限(下图中的Senescence)。
越过这个界限的细胞会继续增殖,进入下一阶段(下图中的Crisis),但是这会带来另外的一些问题,比如:端粒会进一步变短。
此时细胞内会发生一系列的事件,比如:染色体末端的融合,基因组的不稳定等,大量的越过上一个界限的细胞将会在此阶段走向死亡,这一阶段称为Replicative Crisis【3】。
然而,一些细胞也会越过这个极限,越过这个极限的细胞通常会恶性增殖,基因组极不稳定【4】。
无限增殖的肿瘤细胞也必须要越过这两个界限,从而获得无限增值的能力。
Replicative Crisis阶段也被认为是细胞发生恶性转换的最后一道防线。
因此,研究此阶段细胞的生物学特征、分子机制以及其干预机制,无论是对于理解细胞增殖的基础生物学问题,还是肿瘤的发生发展,以及衰老的生物学基础,以及发展其干预措施都具有重要的意义。
来自美国Salk Institute 的Jan Karlseder教授长期致力于端粒以及DNA损伤修复领域的基础研究,并在相关领域取得了一系列研究进展。
2015年在Nature杂志发表了题为:Cell death during crisis is mediated by mitotic telomere deprotection.的文章,报道了细胞在Replicative Crisis时期,染色体端粒的损伤会直接导致细胞周期的阻滞,以及细胞在有丝分裂中或者下一个细胞周期中死亡【5】,揭示了细胞在Crisis期死亡的相关机制。
细胞自噬的概念和意义关键词:细胞溶酶体化学标准物质北京标准物质网一、细胞自噬的概念细胞自噬(autophagy)是存在于真核生物中一种高度保守的蛋白质或细胞器的降解过程。
该过程中一些损坏的蛋白质或细胞器等胞质成分被双层膜结构的自噬小泡包裹,并最终运送至溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解,降解产生的氨基酸和其他一些小分子物质可被再利用或产生能量,从而维持细胞基本的生命活动。
根据底物进入溶酶体途径的不同,细胞自噬分为三种类型:大自噬(macroautophagy)、小自噬(microautophagy)和分子伴侣介导的白噬(chaperone-mediated autophagy,CMA)。
通常所讲的自噬指的是大自噬。
二、细胞自噬的意义细胞自噬与细胞凋亡、细胞衰老一样,是十分重要的生物学现象,其参与调节细胞物质的合成、降解和重新利用之间的代谢平衡,影响到生物生命过程的方方面面。
自噬具有多种生理功能包括耐受饥饿,清除细胞内折叠异常的蛋白质或蛋白质聚合物、受损或多余的细胞器,促进发育和分化,延长寿命,清除微生物等。
细胞在正常生长条件下能进行较低水平的自噬,即基础自噬,以维持生理状态下机体内环境的稳态。
自噬既是细胞的一种正常生理活动,也可在细胞遭受各种细胞外或细胞内刺激(缺氧,缺营养,接触某些化学物质,某些微生物入侵细胞内,细胞器损伤,细胞内异常蛋白的过量累积等)时作为应激反应而被激活,起到保护细胞存活的作用。
例如,在处于饥饿条件下,细胞通过自噬降解过程,以提供氨基酸以产生新的蛋白质,为线粒体提供原料以产生能量来应对饥饿求得生存。
但是,过度活跃的自噬活动也可以引起细胞死亡,即“白噬性细胞死亡(autophagic cell death)”,也称为Ⅱ型程序性细胞死亡。
自噬现象广泛存在于真核细胞的病理生理过程中,包括发育、衰老、神经退行性疾病、癌症和一些传染病等。
自噬与人类多种疾病的发生发展存在着密切的关系。
自噬研究不得不了解的分子通路及数据库2016年的诺贝尔生理学或医学奖颁发给了日本科学家大隅良典,以奖励他在阐明细胞自噬的分子机制和生理功能上的开拓性研究。
此次的诺奖颁布又引发了我们对自噬研究期望,尤其是2017年的国科金,相信不少小伙伴都跃跃欲试想沾一下诺贝奖的光。
自噬,对大家来说都不陌生。
之前小张也给大家讲过:关于国科金写作选择自噬的N种可能性(点我进行查看,或者点我也行)。
如果你想做自噬而又缺少一些思路,说不定可以从分子及通路上面着手。
那么今天给大家理一下自噬过程中的相关参与调控的分子通路,以及若干自噬相关的数据库。
在开始前,先强行科普一下自噬是什么?很多心知肚明的小伙伴可自行跳过哦。
自噬,就是细胞降解回收自己零部件的过程;这个过程能快速提供能量和材料用于应急;还能用来对抗病原体、清除受损结构。
其次,自噬与细胞凋亡的关系?相信很多人都思考过。
凋亡是正常的细胞死亡途径,凋亡后,细胞必定死亡;自噬只是细胞在高胁迫的环境中的一种应急机制,旨在为自身提供营养或者降解掉错误折叠蛋白等,不一定引起死亡。
自噬发生的过程?细胞质中的线粒体等细胞器首先被称为“隔离膜”的囊泡所包被,这种“隔离膜”主要来自于内质网和高尔基体;囊泡最终形成双层膜结构,即自吞噬体;自吞噬体与胞内体融合形成中间自体吞噬泡;最终自体吞噬泡的外膜与溶酶体融合形成降解自体吞噬泡,由溶酶体内的酶降解自体吞噬泡中的内容物和内膜。
自噬发生过程中最关键的是自噬体的形成,其大小约为500 nm 左右,囊泡内常见的包含物有胞质成分和某些细胞器如线粒体、内吞体、过氧化物酶体等。
与其他细胞器相比,自噬体的半衰期很短,只有 8 min 左右,说明自噬是细胞对于环境变化的有效反应。
自噬有哪些通路及分子参与:在吞噬泡诱导过程中miRNA靶向的自噬相关通路Pathway Target Autophagy miRNAHypoxia NDRG2 activated MIR301A/BPI3K-AKT-MTOR TGFBR2 inhibited MIR19A/B-3pIGF1R activated MIRLET7I/MIR100 PTEN activated MIR21MIR21 inhibitedMIR451RHEB activated MIR155RICTOR activated MIR155/MIR15A/MIR16 RPS6KB2 activated MIR155Ca2+-AMPK-MTOR IP3K2 activated Drosophila/mir-14 TRPM3 inhibited MIR204TP53 TIGAR activated MIR144CDKN1A activated MIR182DRAM1 inhibited MIR199A-5pSIRT1 inhibited MIR140-3p/MIR212/MIR34A HMGB1 inhibited MIR129-5p/-141/-218/LET7F/-22MAPK1/ERK2-MAPK3/ERK1 DUSP4/5 activated MIR26ATranslational factors FOXO3 inhibited MIR182/MIR212/132 TFAP2A inhibited MIR638STAT3 inhibited MIR17-5pMitophagy BNIP3L inhibited MIR137 FUNDC1 inhibited MIR137 UCP2 inhibited MIR214CDKN1B -CDK2-MTOR CDKN1B inhibited MIR221 Hedgehog Gas1 activated MIR148A Others PSME4 inhibited MIR29BARC activated MIR325UBQLN1 inhibited MIR200C自噬过程中lncRNAs靶向特定的靶基因及机制Name Disease phenotype Regulation MechanismAPF myocardialinfarctionupregulateBinds MIR188-3p to affeATG7 expressionTGFB2-OT1 inflammation _ Binds MIR3960, MIR4488 and MIR4459 target ATG13, CERS1, NAT8L a LARP1PTENP1 hepatocellularcarcinomadownregulateRepresses oncogenic PI3K-Asignaling pathway aelicit autophagy via sequesteriMIR17, MIR19B and MIR20A in vitroNBR2 human cancers downregulate Induced by the STK11-AMPK pathw under energy stress and interac with AMPK to promotes kinase activi in turnPVT1 diabetes upregulate unknownMEG3 mycobacterialinfection bladdercancerdownregulateLinked to MTOR activity and PI3K-Asignaling pathwayregulate autophagyPCGEM1 osteoarthritis upregulate Increases the expression of ATG1ATG5, ATG3 and BECN1BANCR papillary thyroidcarcinomaupregulate unknownGAS5 Osteoarthritis non-small cell lungcancerupregulateActs as a negative regulator of MIRin autophagyChast cardiovascular downregulate Impedes Plekhm1 to autopha inhibition and cardiomyocy hypertrophyH19 diabeticcardiomyopathydownregulateRegulates DIRAS3 expression apromote MTOR phosphorylationinhibit autophagy as cardiomyocytexposed to high glucoseloc146880 l ung cancer upregulate PM2.5 exposure induces ROS, whi activates loc146880 expression, a the lncRNA upregulates autopha in returnHOTAIRM1 myeloiddifferentiationupregulateActs as a miRNA sponge in a pathwthat included MIR20A, MIR106MIR125B and their targets ULK1, E2and DRAM2.AlncRNA hepatocellularcarcinomaupregulateTargets multiple miRNAs includiMIR21, MIR153, MIR216A, MIR21MIR494 and MIR10A-5pMALAT1 hepatocellularcarcinoma aggressivepancreatic cancerupregulateEPAS1/HIF-2α-MALAT1-MIR216B axregulating MDR of HCC cells vmodulating autophagyhepatocellular carcinoma avia HuR-TIA-1-mediated autophaactivation in aggressive pancreatcancerAK156230 mouse embryonicfibroblastsupregulate unknownHOTAIR hepatocellularcarcinomaupregulateActivates autophagy by increasiATG3 and ATG7 expressionHNF1A-AS1 hepatocellularcarcinomaupregulateActs as an oncogene in tumgrowth and apoptosis through spongitumor-suppressive MIR305p (MIR30B) and derepress BCL2非编码RNA相关的自噬数据库Database Name WebsiteAutophagy Regulatory Network /searchThe Autophagy Database /autophagy/index.htmlncRDeathDB /ncrdeathdb/index.phpGAMDB /index.php相关文章:1.Long noncoding RNA Chast promotes cardiac remodeling.2.Suppression of hepatocellular carcinoma by baculovirus-mediated expression of long non-coding RNA PTENP1 and MicroRNA regulation.3.APF lncRNA regulates autophagy and myocardial infarction by targeting miR-188-3p.4.PCGEM1 stimulates proliferation of osteoarthritic synoviocytes by acting as a sponge for miR-770.5.A long non-coding RNA, GAS5, plays a critical role in the regulation of miR-21 during osteoarthritis.6.LncRNA H19 inhibits autophagy by epigenetically silencing of DIRAS3 in diabetic cardiomyopathy.相关基金:1.破骨细胞自噬在糖皮质激素诱导的骨丢失过程中的作用及PI3K/Akt/mTOR信号通路的调节机制2.自噬抑制剂通过调控PTEN-PI3K/AKT/mTOR信号通路逆转胃肠道间质瘤3.伊马替尼耐药的实验研究 Ca-A/K通道在新生大鼠缺氧缺血海马锥体神经元自噬性死亡中的作用及机制4.内质网应激-mTOR-自噬通路介导硫化氢心脏保护作用及机制文章导读:1、国科金lncRNA和自噬,两个热点应该怎么串?2、国科金写作,选题自噬的N种可能性……3、自噬+lncRNA文章解读4、自噬+AMPK信号通路文章解读5、怎么把一篇文章改写成国科金标书?参考文献:1. Van Cruchten S, Van Den Broeck W. Morphological and biochemical aspects of apoptosis, oncosis and necrosis[J]. Anatomia, histologia, embryologia, 2002, 31(4): 214-223.2. The Emergence of Noncoding RNAs as Heracles in Autophagy.Autophagy. 2017 Apr 25:0. doi: 10.1080/15548627.3. Simon H U, Haj-Yehia A, Levi-Schaffer F. Role of reactive oxygen species (ROS) in apoptosis induction[J]. Apoptosis, 2000, 5(5): 415-418.4. He C, Klionsky D J. Regulation mechanisms and signaling pathways of autophagy[J]. Annual review of genetics, 2009, 43: 67-93.。
自噬与人体健康的关系引言:自噬是一种细胞内部的重要代谢过程,它可以帮助维持细胞的功能并促进人体健康。
本文将探讨自噬与人体健康之间的关系,并深入研究其在几个关键领域中的影响。
第一部分:自噬的基本原理1.1 自噬的定义和发现自噬最早于20世纪60年代被发现,并逐渐成为细胞生物学研究中的重要课题。
它是维持细胞内稳态的一种机制,通过分解和再利用细胞内部的受损或不需要的组分来提供能量和新陈代谢产物。
1.2 自噬过程自噬主要包括三个阶段:诱导、成熟和降解。
在诱导阶段,有外界刺激时,细胞会开始形成双层囊泡结构,称为“自噬体”,其中包含待降解物质。
随后,在成熟阶段,自噬体与溶酶体融合形成“自溶小体”,内部的物质得以降解。
最后,在降解阶段,自溶小体释放降解产物,并将其再利用于细胞代谢活动。
第二部分:自噬与人体健康2.1 自噬对细胞老化的调节细胞老化是衰老和多种疾病的一个重要因素。
自噬在这一过程中发挥着重要作用,可以促进受损细胞的清除和再生。
通过调控自噬水平,可以延缓细胞衰老并提高机体的健康状况。
2.2 自噬与免疫功能免疫系统是人体抵抗外界侵袭和感染的一道屏障。
近年来的研究表明,自噬与免疫功能紧密相关。
通过自噬途径,人体可以清除细胞内的寄生虫、细菌等有害物质,并促进免疫反应的正常进行。
2.3 自噬与代谢性疾病代谢性疾病如肥胖、心血管疾病和2型糖尿病等,在全球范围内日益严重。
研究发现,自噬与这些疾病之间存在一定的关联。
自噬通过调节脂质代谢、胰岛素分泌和细胞能量平衡等途径,可以影响代谢性疾病的发生和发展。
第三部分:调节自噬的因素与方法3.1 营养状态对自噬的调控饮食习惯、营养摄入对自噬水平的影响很大。
饥饿或低能量摄入状态下,细胞内ATP/AMP 比值降低,会促进自噬活动。
相反,高营养状态下ATP/AMP比值增加,会抑制自噬过程。
3.2 药物与自噬许多药物被证实可以干预细胞内的自噬过程。
例如,雷公藤酸和rapamycin 等药物可以激活或抑制细胞内的自噬途径。
自噬作用名词解释(一)自噬作用相关名词解释自噬作用(Autophagy)•自噬是细胞内一种重要的降解和回收机制,通过将细胞内的有害或不需要的组分包裹成自噬小体,然后将其降解分解为基本物质后再利用,以维持细胞内环境的稳定。
•自噬作用能够清除细胞内的老化、异常蛋白、损伤DNA等有害物质,同时还能通过供能途径来提供细胞所需的能量和营养物质。
自噬体(Autophagosome)•自噬小体是自噬过程中形成的一种细胞小器官,由泛素样化学修饰的蛋白和其他细胞成分包裹形成的双层膜囊泡结构。
•自噬小体通过与溶酶体融合,使其内部的物质得以降解分解。
自噬途径(Autophagy pathway)•自噬途径是自噬作用发生的一系列步骤和调控过程。
•主要包括自噬小体形成、自噬小体运输和融合、降解和再利用等过程。
•自噬途径涉及到多个蛋白质和信号通路的参与,以确保自噬作用的正常进行。
自噬相关基因(Autophagy-related genes)•自噬相关基因是调控自噬作用发生的基因。
•目前已经鉴定出多个自噬相关基因,如Beclin-1、ATG5、ATG7等。
•这些基因编码的蛋白质在自噬途径的各个步骤中发挥重要作用,参与自噬小体形成、运输和融合等关键过程。
自噬病(Autophagy disorders)•自噬病是由于自噬作用异常而引起的一类疾病。
•这些疾病包括自噬缺陷症、自噬性肿瘤等。
•自噬病的发生通常与自噬相关基因的突变或表达异常有关,导致自噬作用的紊乱和细胞代谢的异常。
自噬与疾病(Autophagy and diseases)•自噬作为重要的细胞内清除和回收机制,与多种疾病的发生和发展密切相关。
•自噬异常与癌症、神经退行性疾病、心血管疾病等多种疾病的发生有关。
•研究自噬与疾病的关系,有助于探索相关疾病的发病机制,并为疾病的预防和治疗提供新的思路。
以上是关于“自噬作用”相关的一些名词解释和说明。
自噬作为一种细胞内的重要生物学过程,对于维持细胞的稳态和适应环境的变化起到了重要的作用。
细胞自噬机制的结构与功能解析细胞自噬(autophagy)是细胞内一种非特异性的溶酶体依赖性膜结构形成和参与代谢废物融合、分解和再利用的重要细胞代谢途径。
自噬是一种保持细胞内环境稳定性的方式,能够有效地清除细胞内垃圾、蛋白、代谢产物等废弃物,同时也是身体对于蛋白瘤、肿瘤等病变维持体内平衡的一种重要途径。
自噬通常分为微型自噬和宏观自噬两种,其中宏观自噬又分为包括酵母细胞法、Cvt途径和微管相关自噬(MAA)在内的各种途径,而微型自噬则被认为是自噬的起始阶段,与细胞质基质中融合的小囊泡-自噬小体(AV),是特定的膜结构,内衬有膜蛋白酸性肉苷酸酯酶(acidic-hydrolysis enzymes),能够降解各种内源性和外源性食物残渣、损坏的膜蛋白、蛋白质以及细胞核酸等分子。
自噬小体的形成一般包括以下几个步骤:1.随着自噬物聚集,自噬囊成为了一个扩大的小泡,进一步被分为两层膜结构,并与旁边的内质网融合形成一种被称为自噬体鼓浪鼓的结构体。
2.此时,自噬体的外层膜会与高度表达的蛋白LC3绑定,在膜结构内壁上形成一个LC3-II(一种与细胞器膜的蛋白)结构体,进而刺激自噬体与胞浆中体积大、陈旧、异常蛋白等物质聚集在一起。
3.在AV结构内,钙离子依赖性的脂蛋白A2(LIPA,一种催化细胞内脂低温-鱼油的酯化)进一步促进了废弃物膜蛋白的氧化。
4.在自噬体与内质网等膜结构的融合中,Autophagy-related Atg12-ATg5复合物(是一种能够作为一个桥梁连接Atg7和Atg10的因子,另外一侧与ATG18形成复合物)通过显微观下可见的Atg8/LC3-I形成Atg12-ATg5-LC3-I复合物形式。
5.最后,自噬小体与细胞质囊泡-膜蛋白二者之间的膜会发生逐渐的融合过程,从而将这些化合物与废弃物合并成簇,被运送到一个翻转的膜结构-嫁接体,膜内带有螺旋的室网筒,维持着AV被内部蛋白质酵素分解的不断旋转。
2021ERS和细胞自噬的关系及其关联机制范文 摘要: 内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是真核细胞普遍存在的应激–防御机制。
ERS状态下,细胞会启动未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)增强对未折叠蛋白的折叠和对错误折叠蛋白的降解,以恢复内质网的正常生理功能。
一些引发ERS的刺激也会诱发细胞自噬。
自噬作为真核细胞保守的降解机制,可通过加快错误折叠蛋白的降解,降低ERS水平,是继UPR之外帮助内质网恢复稳态的另一重要角色。
研究表明,ERS及其伴随的细胞自噬与很多疾病的发生发展密切相关。
然而,ERS如何引发细胞自噬,自噬如何反馈调节ERS,UPR与细胞自噬如何关联,这些问题并未得到详细的探讨和阐释。
因此,该文对ERS和细胞自噬的关系及其关联机制进行综述,以期为相关疾病发病机制的阐明和开发新的治疗策略提供依据。
关键词: 内质网应激;未折叠蛋白反应; 自噬; Abstract: ERS(endoplasmic reticulum stress) is a universal stress-defense mechanism in eukaryotic cells.When ERS appears,UPR (unfoldedprotein response) is initiated,enhancing the unfolded proteins folding and misfolded proteins degradation,to restore normal physiological functions of ER.Some stimuli that trigger ERS can also induce autophagy.As a conservative degradation mechanism of eukaryotic cells,autophagy can increase the degradation of misfolded proteins and reduce the ERS,playing an important role on the maintenance of ER homeostasis besides UPR.Studies have demonstrated that ERS and ERS-induced autophagy are closely related to the occurrence and development of many diseases.However,how ERS triggers autophagy,how autophagy feedback regulates ERS,how UPR correlates autophagy and the roles of regulatory mechanisms between each other in the development of related diseases have not been discussed and defined in detail.The comprehensive view of the correlated mechanism between ERS and autophagy is significant for elucidating the pathogenesis of related diseases.Therefore,this article reviews the relationship and regulatory mechanism between ERS and autophagy in order to provide new ideas for the research of related fields. Keyword: endoplasmicreticulum stress; unfolded protein response; autophagy; 内质网是真核细胞内重要的膜性细胞器,在蛋白质的合成、加工、运输,脂质的生物合成,Ca2+平衡的调节等方面发挥重要作用[1]。
细胞自噬的机制及其在生物学中的意义自噬(Autophagy)是一种重要的细胞代谢过程,它通过难以被降解或回收的蛋白质或细胞器的分解和消化,使细胞能够以有效的方式回收和利用其内部的陈旧或损坏的组分。
自噬是一个动态的过程,它包括吞噬、形成自噬体、运输自噬体以及产生各种产物的降解阶段。
自噬在细胞生物学中具有重要的作用。
它帮助细胞回收并利用其自身的代谢产物,包括蛋白质、糖、脂肪等,从而维持细胞的生存和正常功能。
此外,自噬还参与了细胞的免疫和发育、细胞病理生理学以及肿瘤等疾病的发生和发展过程。
细胞自噬的过程包括三个主要阶段:吞噬、运输和降解。
在吞噬阶段,自噬前体先形成自噬囊(Isolation membrane),然后随着蛋白质复合物的不断聚集,形成自噬体前体。
当达到足够大的尺寸时,自噬囊在内部膜分解的同时形成孤立的自噬体。
在运输阶段,自噬体移向细胞最洄靠在体内的嗜酸性小体(Lysosome)或与其等效的器官,并与其中的水解酶融合,使自噬体的降解产生。
在降解阶段,水解酶对自噬体进行降解,产生小分子代谢产物,如氨基酸、糖和脂肪等,并进一步回收其材料作为新生组织和代谢产物。
可以看出,自噬以一种比凋亡更和谐的方式消除受到损伤的细胞,不会在身体其他部位引发进行性细胞死亡,解决了有些其他细胞死亡方式在治疗上的一些问题。
自噬是维持细胞稳态的重要机制。
自噬通过消除细胞内纤维蛋白和部分蛋白质的积聚,防止了蛋白质聚集病的发生,并促进了细胞的正常代谢。
自噬也参与了免疫调节和疾病发生的过程。
自噬对当下的诊疗和治疗方式,特别是肿瘤的治疗和疾病产生的亚偶的预防和治疗,素有极大的意义和价值。
一种能够增加细胞自噬过程并发挥治疗作用的物质被称为自噬诱导剂(Autophagy-inducing agents),可以降低疾病的发生率或速度,并对肿瘤、神经退行性疾病和感染性疾病等产生治疗作用。
目前,关于自噬在生物学中的作用研究已经取得了重要进展。