細(xì)胞自噬簡(jiǎn)介(一)

基礎(chǔ)知識(shí)

什么是細(xì)胞更新(cellular renovation)?

清除細(xì)胞舊組分,產(chǎn)生新組分(包括細(xì)胞器等)。

如何清除舊組分?(即細(xì)胞內(nèi)的降解系統(tǒng)有哪些?)

蛋白酶體:泛素化機(jī)制、特異性。短壽蛋白。

溶酶體:內(nèi)吞(針對(duì)胞外物質(zhì)和膜蛋白)、自噬(針對(duì)胞質(zhì)成分和細(xì)胞器) 。長(zhǎng)壽蛋白。

如何產(chǎn)生新組分?

攝取新的物質(zhì);自噬循環(huán)利用物質(zhì)。

細(xì)胞自噬概述

什么是細(xì)胞自噬?

細(xì)胞內(nèi)主要降解系統(tǒng)之一,胞內(nèi)物質(zhì)被運(yùn)輸?shù)饺苊阁w并降解。

細(xì)胞自噬誘發(fā)因素:

正常生理活動(dòng):基礎(chǔ)自噬;

遭受胞內(nèi)外刺激時(shí)的應(yīng)激反應(yīng):缺氧、缺營(yíng)養(yǎng)、接觸某些化學(xué)物質(zhì)、某些微生物入侵、細(xì)胞器損傷、細(xì)胞內(nèi)異常蛋白過(guò)度累積等。

細(xì)胞自噬目的:

可能是一種動(dòng)態(tài)循環(huán)系統(tǒng),產(chǎn)生的物質(zhì)和能量用于細(xì)胞更新和穩(wěn)態(tài)維持。

細(xì)胞自噬功能:

發(fā)育和分化過(guò)程中代謝適應(yīng)、胞內(nèi)質(zhì)量控制、細(xì)胞更新。

疾病發(fā)生發(fā)展中的作用。(癌癥中的雙面作用:腫瘤形成前、癌變?cè)缙冢允梢职┳饔?;腫瘤晚期,自噬促癌作用。)

細(xì)胞自噬分類(lèi)1(依據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物運(yùn)送到溶酶體腔的方式不同)

巨自噬:

隔離膜(或稱(chēng)吞噬泡phagophore)包裹細(xì)胞器等胞質(zhì)成分,形成自噬體,外膜與溶酶體融合,形成自噬溶酶體,進(jìn)行降解。

微自噬:

溶酶體或晚期內(nèi)體直接內(nèi)凹吞噬。(類(lèi)似MVB形成)

分子伴侶介導(dǎo)的自噬:

包含五肽KFERQ的蛋白被Hsc70和協(xié)同伴侶分子識(shí)別,與溶酶體膜Lamp-2A結(jié)合,將蛋白轉(zhuǎn)位到溶酶體內(nèi)。

還有一種非經(jīng)典的自噬:分泌自噬(Secretory autophagy)。

巨自噬的分子機(jī)制目前研究最為詳細(xì),如無(wú)特殊說(shuō)明,之后的自噬均指巨自噬。

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細(xì)胞自噬各過(guò)程:起始、成核、延伸、閉合、降解

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五類(lèi)核心自噬分子復(fù)合物總結(jié)

(1)參與自噬啟動(dòng)、磷酸化下游靶點(diǎn)的ULK1絲氨酸蘇氨酸激酶復(fù)合物,包括ULK1, FIP200, ATG13和ATG101;

(2)參與自噬體成核(形成杯狀結(jié)構(gòu)的隔離膜)與成熟的兩類(lèi)Beclin1/PI3KC3復(fù)合物(PI3KC3-C1: Beclin1, VPS34, VPS15, ATG14; PI3KC3-C2: Beclin1, VPS34, VPS15, UVRAG);

(3)唯一的自噬所必需膜整合蛋白(ATG9),循環(huán)于PAS(phagophore assembly site,自噬體形成的位置)和其周邊位置,是自噬體膜的搬運(yùn)工,參與自噬體膜的擴(kuò)張;

(4)參與早期自噬體膜延伸的WIPI蛋白及結(jié)合蛋白ATG2;

(5)參與自噬體膜延伸與閉合的兩個(gè)泛素樣蛋白及其共價(jià)結(jié)合靶標(biāo):ATG12~ATG5-ATL16L1,LC3亞家族(酵母中為ATG8)與PE共價(jià)結(jié)合。

細(xì)胞自噬的調(diào)控機(jī)制

mTOR通路抑制自噬

①激活mTOR的通路PI3K-I/Akt、MAPK抑制自噬。

②抑制mTOR的通路LKB1-AMPK、p53促進(jìn)自噬。

Bcl-2 抑制 Beclin-1,既抑自噬,又抑凋亡,促生存。

促凋亡信號(hào),如 TNF、TRAIL 和 FADD 也可以誘導(dǎo)自噬。

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細(xì)胞自噬真的這么簡(jiǎn)單嗎?

以上為細(xì)胞自噬經(jīng)典通路,呈現(xiàn)出一種線(xiàn)性調(diào)控關(guān)系,易于理解,但是,落實(shí)到某個(gè)具體細(xì)胞自噬蛋白,其相互作用其實(shí)是一種網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。如以下展現(xiàn)了一條正反饋調(diào)控環(huán)路:

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參考文獻(xiàn)

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https://www.cst-c.com.cn/contents/science-cst-pathways-cell-death/autophagy-signaling/pathways-autophagy

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