细胞自噬-参考

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。

细胞自噬的产生与程序性死亡摘要：自噬是亚细胞膜结构发生动态变化并经溶酶体介导对细胞内蛋白质和细胞器降解的过程。

通过平衡细胞合成和分解代谢，自噬稳定细胞内环境，维持细胞的存活。

然而，过度自噬可导致细胞发生程序性细胞死亡。

自噬与凋亡在细胞死亡过程中的关系十分密切。

本文对自噬的产生以及其与凋亡的关系进行了介绍。

关键词：自噬程序性死亡信号溶酶体简介自噬(autophagy)是细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程，是真核细胞特有的生命现象。

一些蛋白质和细胞器通过自噬途径运输到溶酶体进行降解，它们通过平衡细胞合成和分解代谢以稳定细胞内环境。

在细胞饥饿、生长因子缺乏和缺氧等条件下，以及一些病理状态下，自噬对维持细胞的存活有积极作用。

然而，过度的自噬可以导致细胞的程序性死亡，称为Ⅱ型程序性细胞死亡。

根据底物的种类、转运的方式和调控机制，可将自噬分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。

巨自噬即通常所指的自噬，胞质被来源于内质网的非核糖体区域、高尔基体等脱落的双层膜所包绕。

在微自噬中也发生相同的包绕过程，但包绕底物的是自身发生内陷的溶酶体膜。

分子伴侣介导的自噬为胞浆内蛋白结合到分子伴侣后转运到溶酶体腔中，被溶酶体酶消化。

分子伴侣介导的自噬的底物是可溶的蛋白分子，所以分子伴侣介导的自噬降解途径在清除蛋白质时有选择性，而前两者无明显的选择性。

1. 自噬的产生机制1.1 自噬的诱导启动通常状况下，细胞内自噬处于一个较低的水平下，以保持内环境稳定。

但是，一旦受到外界条件（如饥饿、低氧、高温等）或内部条件（如损伤等）的刺激，自噬水平会快速上调。

一般认为自噬需要受到诱导才会发生，进而形成自噬体。

但底物的不同，对底物的识别包装机制也是不同的，自噬前体的诱导过程可以是选择性的，也可以是非选择性的，分别称为选择性自噬和非选择性自噬选择性自噬指游离膜结构识别并包裹胞质内的特殊底物形成自噬体，并将其降解，如过氧化酶体降解途径；非选择性自噬是指随机包裹细胞质形成自噬体。

细胞生物学论文-细胞自噬生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，来揭示某种具有普遍规律的生命现象。

此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。

例如果蝇，有谁会想到，这种红眼、双翅、羽状触角芒、身体分节、黄褐色的小昆虫，在近百年间竟然能够“成就”好几位获得诺贝尔奖的大科学家。

什么是自噬？大隅良典研究的是酵母的细胞自噬机制。

酿酒酵母是一种模式生物，非常经典。

经过20多年的研究，在酵母里已经发现了34种与自噬有关的基因。

那么自噬到底是什么？当你真的了解它以后，你会发现，原来细胞这么“聪明”！自噬，不就是自己吃自己吗？可以这样理解。

自噬就是细胞自己降解自己结构的过程，即把一些暂时用不上的零件，拆解变成最小的模块，然后重新组装成自己需要的东西，这就是自噬。

在植物细胞和酵母细胞里，自噬在液泡中发生。

而在动物细胞里，自噬在溶酶体里发生。

从一个蛋白质到整个细胞器，都是可以降解的。

自噬是细胞内分解代谢的一种途径。

除此之外还有一种途径，称之为泛素蛋白酶体途径。

简单说就是在蛋白质上加个泛素，做个标记，然后送进蛋白酶体中完成消化。

发现细胞自噬首次提出自噬这一概念的，是诺贝尔奖生理学或医学奖获得者、比利时细胞和生物化学家克里斯汀・德・迪夫。

他在20世纪50年代通过电子显微镜观察到自噬体，并在1963年溶酶体国际会议上正式提出，他也因此被誉为“自噬之父”。

到了20世纪90年代，大隅良典开始用酵母研究自噬。

再后来越来越多科学家加入了研究自噬的队伍。

细胞自噬其实分为三种方式，这是根据如何“打包”物质和如何运送物质来划分的。

第一种叫宏自噬，也叫巨自噬，顾名思义就是自噬体比较大，用细胞膜或者其他的双层膜去把那些不想要的东西包裹起来，然后和溶酶体融合。

第二种叫微自噬。

顾名思义就是自噬体比较小，溶酶体或者液泡直接用自身去吞噬那些需要降解的东西，也许是细胞器，也许是蛋白质。

第三种叫分子伴侣介导自噬。

是指分子伴侣将细胞内的蛋白质先从折叠状态恢复为未折叠的状态，再放到溶酶体里。

哺乳动物细胞自噬的研究方法摘要：细胞自噬参与多种生理和病理过程。

因此，科学研究中需要对细胞自噬进行精确识别、定量以及对自噬过程进行操作。

然而，因为细胞自噬是动态和复杂的过程，所以对其进行的分析经常是不准确的。

在本文中，我们讨论监控细胞自噬和调控细胞自噬活动的方法，尤其关注哺乳动物细胞巨型自噬。

前言过去十年，对称之为自噬的细胞基本生物学过程有了“爆炸”性的研究。

细胞自噬过程中所必需的进化保守基因的发现（最先在酵母中确认），促使科学家揭示了一系列关于细胞自噬对内环境稳态、发育过程以及其他生理功能的影响。

此外，更多的证据提示细胞自噬的异常可以引起很广泛的哺乳动物疾病(Levine and Kroemer, 2008; Mizushima et al., 2008)。

因此，科学家就急迫需要对多种多样生物过程中的细胞自噬进行检测及功能研究，尤其是在哺乳动物中。

哺乳动物细胞自噬研究历来受两个主要因素的困扰。

第一，用静态的检测手段捕获一个动态的过程本身就是一个困难，以及基于这些检测手段的生物学干预的先天性限制。

第二，区分形态和功能是另一个挑战，在特定的生理条件下对细胞自噬的研究中，要避免由于检测手段的缺陷将这种生理功能认定为细胞自噬。

过去我们对哺乳动物细胞自噬功能的误解主要是以上两种原因导致的。

比如，在特定的神经、肌肉退行性疾病中，由于细胞自噬早期中间产物积累增多，似乎代表了细胞自噬通路后期阶段被抑制，这些疾病就被认为或部分被认为是由于细胞自噬增多引起（基于细胞自噬过程中早期中间产物数量的增多）(Levine and Kroemer, 2008; Mizushima et al., 2008; Rubinsztein, 2006)。

细胞自噬是一种常见的细胞死亡过程中的形态特征，经常被错误的认定为是一种细胞死亡通路，然而现在可以明确细胞自噬主要功能之一是：在恶劣条件下，细胞自噬使细胞能存活(Kroemer and Levine, 2008)。

细胞自噬的研究方法一、本文概述细胞自噬是一种细胞内自我降解和再循环的过程，通过这一过程，细胞能够清除受损、老化或多余的细胞器及蛋白质，从而维持细胞内部环境的稳态。

近年来，随着对细胞自噬机制的深入研究，其在生物学领域的重要性日益凸显，成为了生命科学研究的热点之一。

本文旨在探讨细胞自噬的研究方法，包括细胞自噬的监测技术、诱导与抑制方法，以及研究细胞自噬在疾病发生发展中的作用等。

通过本文的阐述，希望能为从事细胞自噬研究的科研人员提供有益的参考和借鉴，推动细胞自噬研究领域的深入发展。

二、细胞自噬的基本过程与机制细胞自噬是一种细胞内降解和回收细胞质组分和细胞器的重要过程，对维持细胞稳态和适应环境变化具有关键作用。

自噬的基本过程可以分为几个关键步骤，包括自噬体的形成、自噬体与溶酶体的融合以及自噬体内物质的降解。

自噬体的形成是自噬过程的起始阶段。

在这一阶段，细胞内的双层膜结构（称为吞噬泡或自噬泡）开始延伸并包裹待降解的细胞质组分或细胞器。

这一过程受到多种自噬相关基因（ATG）编码的蛋白质的调控。

一些关键的ATG蛋白，如ATG5和ATG12，参与自噬体膜的延伸和闭合。

接下来，自噬体与溶酶体融合，形成一个自噬溶酶体。

在这一步骤中，自噬体的外膜与溶酶体的膜融合，释放出自噬体内的物质进入溶酶体的酸性环境。

溶酶体中含有多种水解酶，这些水解酶能够降解自噬体内的蛋白质、脂质和糖类等有机物。

自噬体内物质的降解是自噬过程的最后阶段。

在自噬溶酶体中，水解酶将自噬体内的物质分解为小分子，如氨基酸、脂肪酸和单糖等。

这些小分子可以被细胞重新利用，以支持细胞的代谢活动和生长需求。

除了上述基本过程外，细胞自噬还受到多种信号通路的调控。

例如，雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路和腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路是调控自噬的两个重要通路。

mTOR通路在营养充足时抑制自噬，而在营养不足时则促进自噬的发生。

AMPK通路则在能量不足时激活自噬，以提供能量来源。

细胞生物学习题含参考答案一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、原始细胞形成过程中的关键事件是A、富含有机物的原始海洋和无机小分子B、单细胞生物向多细胞生物的演化C、具有自我复制能力的多聚体的形成和膜的出现D、地球上液态水的出现E、原核细胞向真核细胞的演化正确答案：C2、细胞内不消耗代谢能的生命活动是A、主动运输B、易化扩散C、DNA复制D、胞吞作用E、蛋白质合成正确答案：B3、有关细胞核的描述,不正确的是A、细胞核主要由核膜、染色质、核仁、核纤层与核基质(核骨架)等构成B、细胞核是细胞遗传信息库C、细胞核在细胞分裂过程中呈现周期性变化D、完整、典型的核只出现在细胞分裂期E、细胞核能调控细胞的增殖、生长、分化、衰老和死亡正确答案：D4、下列关于核纤层蛋白磷酸化与去磷酸化的叙述,正确的是A、核纤层蛋白磷酸化与去磷酸化过程是不可逆的B、核纤层蛋白去磷酸化,laminA融入细胞质C、核纤层蛋白磷酸化,染色体解旋形成染色质D、核纤层蛋白磷酸化,核纤层解聚,核膜消失E、核纤层蛋白去磷酸化,核纤层解聚正确答案：D5、下列哪一种情况下膜的流动性较高A、温度低B、长链脂肪酸含量高C、不饱和脂肪酸含量高D、卵磷脂与鞘磷脂比值低E、胆固醇含量高正确答案：C6、患儿,男,10个月,8个月时出现发热,热退后出现进行性全身无力、运动发育倒退和吞咽困难。

血乳酸、丙酮酸增高,脑MRI显示双侧基底节对称性损害。

对患儿进行外周血白细胞线粒体氧化磷酸化酶复合物Ⅰ-Ⅴ活性测定发现,线粒体呼吸链复合物Ⅱ活性为21.9nmol/(min·mg)线粒体总蛋白(正常对照47.3±5.3nmol/(min·mg)线粒体总蛋白)显著降低。

患儿诊断为线粒体呼吸链复合物Ⅱ缺陷所致Leigh综合征。

线粒体呼吸链复合物Ⅱ的酶活性中心为A、2-细胞色素C氧化还原酶B、NADH-CoQ氧化还原酶C、细胞色素C氧化酶D、CoQE、丙酮酸脱氢酶F、琥珀酸-CoQ氧化还原酶正确答案：B7、不属于细胞凋亡的变化的是A、线粒体浓缩,跨膜电位改变,细胞色素C释放B、细胞器完整C、细胞膜通透性增加D、DNA在核小体连接区被降解为约200碱基对的片段E、核固缩,碎裂正确答案：C8、与培养基中的碳酸盐缓冲体系一起调节pH值A、COB、青链霉素C、L-谷氨酰胺D、胰蛋白酶-EDTA溶液E、血清正确答案：A9、指导蛋白质到内质网上合成的氨基酸序列被称为A、转运肽B、基质导入序列C、导肽D、信号肽E、新生肽正确答案：D10、长期保存细胞时,可将其收获并悬浮在冻存液中,置于特殊的冻存管中。

细胞自噬诱导实验报告细胞自噬的实验观察，主要有四种方法。

1、提取总RNA，通过Real-time PCR 分析相关基因A TG4、A TG5和AT7G的表达；2、提取总蛋白，通过Western blotting 分析LC3的脂化；3、构建GFP-LC3表达载体，通过细胞转染利用荧光显微镜观察LC3颗粒的聚集；4、制备电镜样品，直接观察自噬体的形成。

一、pEGFP-C2-LC3质粒的提取与鉴定实验原理一、实验原理质粒(Plasmid)是一种染色体外的稳定遗传因子，为双链、闭环的DNA分子,并以超螺旋状态存在于宿主细胞中。

质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中，它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的拷贝数,并表达所携带的遗传信息。

质粒的复制和转录要依赖于宿主细胞编码的某些酶和蛋白质，质粒的存在使宿主具有一些额外的特性,如对抗生素的抗性等。

质粒载体是在天然质粒的基础上为适应实验室操作而进行人工构建的。

与天然质粒相比,质粒载体通常带有一个或一个以上的选择性标记基因(如抗生素抗性基因)和一个人工合成的含有多个限制性内切酶识别位点的多克隆位点序列,并去掉了大部分非必需序列,使分子量尽可能减少,以便于基因工程操作。

大多质粒载体带有一些多用途的辅助序列,这些用途包括通过组织化学方法肉眼鉴定重组克隆、产生用于序列测定的单链DNA、体外转录外源DNA 序列、鉴定片段的插入方向、外源基因的大量表达等。

一个理想的克隆载体大致应有下列一些特性：（1）分子量小、多拷贝、松驰控制型；（2）具有多种常用的限制性内切酶的单切点；（3）能插入较大的外源DNA片段；（4）具有容易操作的检测表型。

1. 煮沸法提取质粒的原理一般分离质粒DNA的方法都包括3个步骤：①培养细菌，使质粒DNA大量扩增；②收集和裂解细菌；③分离和纯化质粒DNA。

分离制备质粒DNA的方法很多，其中常用的方法有碱裂解法、煮沸法、SDS法和羟基磷灰石层析法等。