自噬体形成依赖于一系列ATG蛋白在蛋白泛素化过程中的共价结合。ATG5和ATG12被誉为自噬的“中心”,为自噬体形成所必需,它们被发现还参与了细胞凋亡的调控。ATG5可以被Caplains剪切,造成ATG5N端片段以一种未知的机制转位到线粒体,与抗凋亡蛋白Bcl-xL结合,促发线粒体细胞色素C释放,诱导凋亡。研究发现在一系列不同凋亡刺激下,ATG12不但是caspase唤醒所必需的,它还可通过结合方式中和Bcl-2、Mcl-1的抗凋亡能力。进一步实验则发现,ATG12是因为具备和Bcl-2、Mcl-1结合的BH3样结构域而具有促凋亡功能。细胞经诱导或阻止后,需对自噬过程进行观察和检测。湖南细胞自噬透射电镜
自噬在饥饿、低氧、药物等因素作用下,待降解的细胞成分周围会形成双层结构分隔膜,随后分隔膜逐渐延伸,较终将待降解的胞浆成分完全封闭形成自噬体;自噬体形成后将通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体,二者融合形成自噬溶酶体;较终其内容物在溶酶体酶作用下被细胞降解利用。目前研究发现自噬调节涉及多种信号通路,其中以腺苷单磷酸活化蛋白激酶及哺乳动物雷帕霉素受体信号通路为调控中心。AMPK促进自噬发生,而mTOR阻止自噬发生。此外,许多经典的凋亡信号通路或蛋白被发现与自噬调控之间存在着复杂的交织。湖南细胞自噬透射电镜不同自噬的亚型根据其所降解的细胞内容物(cargo)来区分。
子实体首先会在细胞中形成杯状膜结构,随后就会吞噬指定的细胞物质并进行降解,这些膜的形成能被蛋白质复合体机器所催化,研究者SaschaMartens解释道,如今我们发现了参与自噬体形成的多种因子,但截止到目前为止我们并不清楚这些因子是如何聚集在一起启动这些膜的形成的。其中一个因素就是Atg9蛋白,其重要性显而易见,但研究者并不清楚其所扮演的关键角色,Atg9存在于胞外小囊泡中,研究者指出,其能形成一种平台,以便自噬及其能够组装形成自噬体,Atg9囊泡在细胞中非常丰富,这就意味着当自噬体被需要时其就能比较快被招募过来。
目前的自噬调控应用于诊治瘤子和其他疾病的潜力方面,因与凋亡之间的复杂交互作用而扑朔迷离。周全理解自噬与凋亡的交互作用及分子机制是目前研究面临的主要挑战。究竟二者之间如何对话共同决定细胞的命运?甚至二者与其它细胞死亡方式如程序性坏死如何实现共同作用?相信通过在细胞、动物模型及人类疾病样本上的动态研究,必将更深层次地揭示自噬与凋亡交互调控的精确作用与机制,届时定会为临床疾病的认知和诊治带来实质性的突破。线粒体自噬通过自噬降解胞内受损或多余的线粒体,是维持细胞稳态的关键机制之一。
推动关系中自噬并不直接参与诱导细胞死亡,而是作为能量供应者保障凋亡顺利进行。例如细胞在营养匮乏的情况下,通过上调自噬维持胞内ATP水平,使得胞内磷脂酰丝氨酸向胞外暴露释放出凋亡信号。凋亡小体形成的膜出泡过程依赖于ATP驱动肌动球蛋白收缩,如若阻止自噬会阻碍这类ATP依赖性凋亡特征发生,但对其它凋亡反应并无影响。细胞自噬与细胞凋亡交互作用的重要调节子凋亡与自噬的多重交互作用方式必然存在共同的信号通路和调节蛋白,研究人员将其称为交互作用调节。许多经典的凋亡信号通路或蛋白被发现与自噬调控之间存在着复杂的交织。湖南细胞自噬透射电镜
自噬和细胞周期调控都是极其动态的基本生物学过程,而自噬在细胞周期调控中的功能与分子机制还不清楚。湖南细胞自噬透射电镜
在阿尔茨海默症(老年痴呆症,Alzheimer'sDisease,AD)中,可在病变神经细胞中观察到大量自噬体的累积。这一方面可能意味着在AD中,淀粉样蛋白或Tau蛋白的产生过多,导致细胞不得不提高自噬水平,但另一方面,自噬功能异常也有可能是至少一部分AD的原因。现有的研究表明,一种叫PS1/PS2的蛋白发生突变可以导致一种常染色体显性的家族遗传性AD。对该蛋白功能的研究表明,除了直接参与淀粉样蛋白的生成以外,PS1的一个比较重要的功能是维持溶酶体内部的酸性环境。由于自噬体不和pH异常的溶酶体发生融合,大量无法融合的自噬体在细胞质中累积,进一步影响了淀粉样蛋白等错误蛋白的清理,加速了AD的发生。湖南细胞自噬透射电镜