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细胞自噬知多少?

  1. 自噬

来源:生物谷 2017-11-30 17:00

细胞自噬、细胞凋亡、细胞程序性死亡,这些名词您是否能准确区分呢?这些生物医药领域的热点话题,现在小编就为您做出一一解释。细胞自噬(autophagy),作为真核细胞内一种应激过程,涉及细胞内众多信号途径及生物大分子以及受损细胞器的降解、循环。自噬过程中,细胞利用溶酶体内的水解酶将细胞质内受损的亚细胞器、非正确折叠的蛋白质等物质降解为脂肪酸、氨基酸等物质,并将这些物质循环再利用,维持细胞内物质与能量

细胞自噬、细胞凋亡、细胞程序性死亡,这些名词您是否能准确区分呢?这些生物医药领域的热点话题,现在小编就为您做出一一解释。

细胞自噬(autophagy),作为真核细胞内一种应激过程,涉及细胞内众多信号途径及生物大分子以及受损细胞器的降解、循环。自噬过程中,细胞利用溶酶体内的水解酶将细胞质内受损的亚细胞器、非正确折叠的蛋白质等物质降解为脂肪酸、氨基酸等物质,并将这些物质循环再利用,维持细胞内物质与能量的稳定,使细胞在不同生理状态下保持正常[1]。LC3-II、Beclin-1和P62均是自噬的标志性蛋白。

细胞凋亡(apoptosis),这一概念主要基于细胞水平,区别于细胞坏死(necrosis),细胞凋亡是细胞主动实施的,一般由生理或病理性因素引起。但细胞坏死是细胞被产生的,主要由细胞缺氧造成。细胞凋亡过程中,细胞缩小,DNA被酶解成短片段;但细胞坏死过程中,细胞肿胀,细胞器散落到组织内,招募巨噬细胞以清除散落的细胞器,这一过程会引起组织局部发炎。目前在细胞凋亡与癌症发生及自体免疫性疾病之间存在密切关系。研究人员寄希望于激活肿瘤细胞内的凋亡途径,以达到消灭肿瘤细胞的目的[2]。除此之外,细胞凋亡在神经退行性疾病(如阿兹海默氏症、帕金森病、亨丁顿舞蹈症、肌肉萎缩性侧索硬化症等)中也发挥中重要作用。

讲完细胞自噬与凋亡,细胞程序性死亡可以简单理解为两种的总和,其是一种多细胞生物中的细胞按照预定程序集体自杀的行为。

说完三者之间的区别,那咱们再聊聊一些新热点吧。

非编码RNA对细胞自噬的调控

一个有趣的事实是,编码蛋白的基因仅仅占人类DNA的3%,而没有蛋白编码能力的DNA则占80%以上。不具备蛋白编码功能的RNA 被称为非编码RNA。根据碱基长度进行分离,长度小于200bp的为短链非编码RNA ,而大于200bp的为长链非编码RNA( lncRNA)[3]。

自噬的生物机制涉及众多信号通路及通路上的蛋白。这其中lncRNA在自噬调控中的作用正在被逐渐揭示。调控自噬的lncRNA包括BRAF 激活的非编码RNA( BRAF activated non-coding RNA,BANCR)、母系表达基因3 ( maternally expressed gene 3,MEG3 ) 、胰岛素敏感型和自噬调控基因( regulator of insulin sensitivity and autophagy,Risa) 、H19、重编程调节子基因间非编码RNA (long intergenic non-protein coding RNA, regulator of reprogramming, ROR)、FLJ11812 /TGFB2-OT1 等。这些lncRNA按照功能主要分为抑制自噬的lncRNA和促进自噬的lncRNA。

细胞自噬在肿瘤细胞中的作用

细胞自噬的抑制与肿瘤的发生发展存在着密切关系,特别是lncRNA调控的细胞自噬已经在前列腺癌、乳腺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞中被阐明。除了恶性肿瘤之外,良性肿瘤(如子宫肌瘤)中,细胞自噬同样起着关键作用,樊凡等证明,LC3-II、Beclin-1在肌瘤细胞中的表达水平降低,因此子宫肌瘤细胞自噬体生成能力下降[4]。而P62表达的降低,说明自噬体生成速度低于溶酶体降解速度,即自噬体蓄积的减少[5]。

细胞自噬在炎症疾病中的作用

风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis,RA) 临床表现为滑膜增生,软骨和骨的破坏。RA 成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)位于滑膜内膜衬里侧,负责产生致炎性细胞因子、趋化因子和基质金属蛋白酶(MMPs),是骨质破坏的重要因素。RA-FLS 对于细胞凋亡的抑制作用导致了RA-FLS的非正常增殖。而这种细胞凋亡抑制被认为是由于细胞自噬的持续刺激起到了细胞保护作用,引起了细胞凋亡的下调。进一步研究发现,在RA-FLS内细胞自噬可通过缓解内质网应激压力来抑制细胞凋亡。

结语

尽管肿瘤、炎症等疾病涉及的生物学机制是错综复杂的,但随着我们认识的深入,其分子生物学机理正在被逐渐揭示,而细胞自噬、细胞凋亡又为我们进一步认识它们,攻克它们开拓了新的途径。为此,生物谷将举办第四届自噬与疾病转化医学研究研讨会,围绕自噬调控新机制, 转化医学和自噬与疾病,邀请国内外知名学者、专家做深入探讨, 促进学术交流,推动临床转化。

与会嘉宾:中科院上海神经科学研究所 仇子龙研究员,第二军医大学东方肝胆外科医院 卫立辛主任,中国医科大学转化医学研究院 曹流教授/院长,苏州大学 王建荣教授,中山大学 朱孝峰教授,浙江大学医学院附属第二医院呼吸内科、浙江大学呼吸疾病研究所 陈志华研究员,武汉体育学院健康科学学院 陈宁教授,中国科学院上海有机所 潘李锋研究员, 山东大学生命科学学院 苗俊英教授,南华大学药物药理研究所 陈临溪 教授,中科院上海生科院/上海交通大学医学院健康科学研究所 王兰研究员,上海交通大学 谢志平研究员,美国怀俄明大学 任骏教授,中山大学生命科学学院 崔隽教授。
 
会议详情见官网:http://www.bioon.com/index_forword.asp?id=9463 
 
参考文献:
[1] 刘铠桦,钟才高. "长链非编码 RNA 调控自噬的研究进展." 卫生研究 46.3 (2017): 499-504;
[2] Lin, Wen-jian, and Hong-yu Kuang. "Oxidative stress induces autophagy in response to multiple noxious stimuli in retinal ganglion cells." Autophagy 10.10 (2014): 1692-1701;
[3] Laurent, Georges St, Claes Wahlestedt, and Philipp Kapranov. "The Landscape of long noncoding RNA classification." Trends in Genetics 31.5 (2015): 239-251;
[4] Myung Park, Jae, et al. "Prognostic impact of Beclin 1, p62/sequestosome 1 and LC3 protein expression in colon carcinomas from patients receiving 5-fluorouracil as adjuvant chemotherapy." Cancer biology & therapy 14.2 (2013): 100-107;
[5] 樊凡, 穆津媛. "自噬在子宫肌瘤中作用研究." 重庆医学 30 (2017): 037.

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