自噬
自噬是什么意思
自噬是什么意思
自噬是一个吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡,并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物的过程,藉此实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。
自噬是一个吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡,并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物的过程,借此实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。
自噬在机体的生理和病理过程中都能见到,其所起的作用是正面还是负面的尚未完全阐明,对肿瘤的研究尤其如此,值得关注。
名词释义
自噬(autophagy)是由Ashford 和Porter 在1962 年发现细胞内有“自己吃自己”的现象后提出的,是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体(autophagosome),并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物,以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。
自噬的功能
(1)饥饿应答时的作用,在不同的器官如肝脏或在培养细胞中,氨基酸的匮乏会诱导细胞产生自体吞噬,由自体吞噬分解大分子,产生在分解代谢和合成代谢过程中所必须的中间代谢物。
(2)在细胞正常活动中的作用,如在动物的变态发育、老化和分化过程中,自体吞噬负责降解正常的蛋白以重新组建细胞。
尽管通常人们认为自体吞噬不具有选择性,但是在某些病理和压力条件下,通过自体吞噬能选择性地隔离某些细胞器,如线粒体、过氧化物酶体等。
(3)在某些组织中的特定功能,如黑质的塞梅林神经节中,多巴胺能神经元中的神经黑色素的合成就需要把细胞质中的多巴胺醌用AV包被隔离起来。
细胞生物学中的自噬现象
细胞生物学中的自噬现象自噬,这是一个在细胞生物学领域里经常涉及到的话题。
所谓自噬,就是细胞内部自我调节的一种过程。
它是维持细胞稳态的一种重要途径,会在一系列不同的生物学过程中发挥重要作用。
自噬现象最早被描述于20世纪50年代,当时科学家Christian de Duve对腺体细胞进行了研究,发现其中存在着一系列自我分解和重构的细胞器,这些细胞器用来分解和回收不再需要的细胞成分。
于是,自噬现象被证明是一种细胞内部的垃圾清理机制,它可以清除旧的、受损的细胞成分,维持细胞内环境的稳定。
自噬过程分为好几个阶段。
首先,细胞会将自身某个部分(例如一些蛋白质或细胞器)包裹在一个叫做自噬体的双层膜结构内。
然后,这个自噬体会进入细胞质腔,最终与赖氨酸体融合。
在融合过程中,自噬体中的物质会和蛋白酶一起被分解和降解,最终产生出新的营养物质和细胞成分。
从功能上来看,自噬现象在细胞生物学的领域里发挥了很重要的作用。
首先,它是一个维持细胞生命的重要机制,有助于细胞摆脱过多老化和受损细胞成分的影响,进而延长细胞的存活时间。
此外,自噬现象也和许多重要的细胞代谢过程相关,例如细胞分裂、细胞分化、细胞凋亡等等。
最近的研究还发现,自噬现象也和许多疾病有关,例如癌症、神经退行性疾病、糖尿病等等。
随着技术的不断进步,研究人员不断深入地研究自噬现象。
最近的研究成果表明,自噬现象不仅是一种单一的过程,而且涉及到不同的细胞信号通路和分子调控机制。
例如,TORC1信号通路可以调控自噬的启动,而MAtor(mTOR相关蛋白)则可以调控自噬的终止。
此外,Ubiquitin-系统、Atg家族蛋白、LIR结构域等等分子机制也在自噬过程中发挥了重要作用。
在自噬现象的研究过程中,也涌现出了一系列有趣的研究领域。
例如,一些研究机构会研究自噬在不同生物过程中的具体作用。
另外,也有研究人员会探寻自噬现象对疾病的影响。
在这些研究中,许多有趣的成果被取得,例如发现自噬现象在肿瘤形成中的作用、探究自噬现象在神经退化疾病中的作用等等。
自噬名词解释
自噬名词解释自噬(autophagy)是一种特殊的代谢途径,它能够降低宿主对外源性营养物质的吸收。
自噬作为一个新兴领域,目前已经引起了人们广泛而深入的研究。
本文就简要介绍一下自噬这方面的知识。
自噬(autophagy)是一种特殊的代谢途径,它能够降低宿主对外源性营养物质的吸收。
自噬作为一个新兴领域,目前已经引起了人们广泛而深入的研究。
本文就简要介绍一下自噬这方面的知识。
自噬(autophagy)是一类由自噬泡(autophagosome)组成的吞噬体系统,可以清除受损或者衰老细胞器(如核膜、线粒体等),并且还能分解细胞产生的废弃物。
自噬不仅存在于真核细胞,也发现在原核细胞之中。
因此,自噬被认为是一种普遍存在的调节机制,其基础则来自于细胞衰老和死亡时的一些异常改变,包括细胞器的聚集、染色质结构的重塑、基因表达的失控、核酸水平的突变等[1]。
在多数情况下,细胞通过一定的机制使得自噬活动保持正常状态,但在某些条件下会出现功能障碍甚至完全缺失,从而导致细胞死亡或疾病。
因此,自噬作为一种特殊的代谢途径,越来越引起科学家的注意,同时也给我们带来很大的启示:首先,应该加强对自噬相关理论及技术的研究;其次,寻找更多的治疗药物;;;;;第三,探索新型抗衰老剂。
自噬是细胞将各种无法利用的残留物转化为易消化的形式排出到细胞外的过程。
在哺乳动物的肝脏里,细胞每天都进行着自噬反应。
当食物摄取量超过肝脏所能处理的范围时,剩余部分便开始向血液流去,最后随粪便排出体外。
自噬的主要场所是在细胞质内的自噬泡(autophagosome),自噬泡是一种囊泡,直径约5-10nm,含有大量溶酶体。
自噬泡内充满了溶酶体,溶酶体具有高度的选择性,只允许那些对细胞有害的小分子物质通过,而把对细胞有益的大分子物质截留下来。
1、自噬作用与细胞衰老和凋亡有关。
2、自噬可抑制细胞周期阻滞,延长细胞寿命。
3、自噬可减轻免疫细胞攻击,防止癌症转移。
4、自噬可促进干细胞增殖,诱导多能干细胞。
自噬名词解释
自噬名词解释【自噬】是动物或人体受到其他物种的攻击而发生一系列变化,使体内组织器官受损甚至完全破坏。
【自噬名词解释】。
(1)某些昆虫在成长期中出现的类似饥饿的状态。
在其他食物缺乏、不充足和缺乏营养物质的情况下,就会出现营养不良。
这种称为自噬现象(autophagy)。
(2)自噬在植物学上也很常见,许多种子细胞中含有一个被称为类囊体的结构。
类囊体可产生一些自噬小体,它们分裂成许多片段并与溶酶体融合,溶酶体把这些片段消化掉后,能释放出大量水解酶,这些酶又把类囊体分解掉,从而恢复了自噬作用。
(3)自噬是介导自噬作用的分子机制之一,自噬蛋白在微管运输过程中起重要作用,通过自噬和自噬调控,可以实现水分的动态平衡,促进代谢旺盛的组织维持健康,减少各种疾病的发生。
(4)自噬是膜泡运输中起重要作用的运输方式,一般认为膜泡运输是依靠类囊体膜上的囊泡转位来完成的,它主要由自噬小泡和可溶性的溶酶体组成。
在信号肽的协调下,膜泡的形成需要消耗许多能量,因此自噬能够起到保护膜泡的作用,减少损伤,节约能量。
在血红蛋白合成的调控中,蛋白质交联能诱导自噬;破坏胰岛素耐受性则降低自噬水平。
自噬抑制剂降低自噬过程。
(5)自噬是机体对抗入侵的病原体、异常细胞、衰老的细胞和废物等作出的免疫应答,最初自噬是动物抵御感染的防御反应,随着对自噬机制的深入研究,逐渐将其扩展到疾病、衰老、肿瘤等领域。
(6)自噬是许多重要的疾病过程中都涉及到的重要生理学现象,包括癌症的侵袭和迁移,糖尿病及高血压的发病机制,血栓形成,炎症、自身免疫病及肿瘤发生、发展和转移等过程。
(7)自噬是机体处理细胞死亡和受损细胞,特别是受损组织的一种天然方法,自噬发生在多种组织细胞,参与清除细胞外异常物质、清除氧化性代谢产物和废物以及激活免疫应答等功能,具有清除炎症因子、清除毒素、改善细胞的功能等重要的生理学功能。
(8)自噬是一种新的时间/空间性的存储功能,是在应急性反应过程中存储大量分子和细胞的能力,当细胞受到致命性损害时,正常的生理功能就会受到影响,自噬会立即调集资源,保证重要生理功能的实现,同时也起到快速应急的作用。
检测自噬的实验方法
检测自噬的实验方法一、形态学检测。
1. 透射电子显微镜(TEM)- 这可是检测自噬的“金标准”呢。
就像用一个超级放大镜去看细胞内部。
自噬的时候啊,细胞里会形成自噬体,这个自噬体在TEM下有它独特的样子,双层膜结构,里面包着要降解的东西。
不过呢,TEM也有点小麻烦,它的样品制备不容易,就像做一道超级精细的菜,得小心翼翼的,而且对仪器要求也高,就像开豪车得有好的路况一样。
2. 荧光显微镜检测。
- 可以用一些标记自噬相关蛋白的荧光染料。
比如说LC3蛋白,它可是自噬的一个重要标志。
当细胞发生自噬的时候,LC3 - I会变成LC3 - II,并且会定位到自噬体膜上。
我们就可以用带有绿色荧光的标记物去标记LC3,然后在荧光显微镜下看。
就像给自噬体穿上一件绿色的小衣服,在黑暗里用特殊的灯一照就能看到啦。
这种方法相对简单一些,就像穿休闲装出门,没那么多繁琐的步骤。
二、生化检测。
1. 检测自噬相关蛋白的表达水平。
- 像Western blot就可以用来检测自噬相关蛋白的变化。
比如前面说的LC3蛋白,还有p62蛋白。
p62蛋白是自噬的底物,如果自噬正常进行,p62蛋白的水平会下降,因为它被自噬体降解了。
这就像看一个东西的库存一样,如果一直在消耗,库存就会减少。
通过检测这些蛋白的表达量的变化,就能知道自噬是不是在正常工作啦。
2. 检测自噬流。
- 可以用一些试剂来阻断自噬体和溶酶体的融合,然后看自噬相关蛋白的变化。
如果自噬流是正常的,阻断之后自噬体就会堆积,相关蛋白的表达也会有相应的改变。
这就像是在水管中间堵一下,看看水是不是真的在流,在哪个地方堵住了一样有趣呢。
自噬名词解释
自噬名词解释自噬是一种细胞在受到抗原刺激后,内部出现胞吞和胞吐两种胞吞的作用,从而使得细胞内膜泡体积增大,并通过泡体融合实现对自身内容物的消化,这样就能减少对自身细胞器的损伤,达到保护自身的效果。
下面是小编为你带来的名词解释,希望对你有帮助!自噬的主要过程包括膜泡的形成、膜泡移动、细胞器释放等。
膜泡移动可以是整个膜泡的位置变化或者膜泡运输途径中某个特定位点的局部移动,膜泡可以直接进入,也可以间接进入。
在自噬的过程中会伴随出现信号转导、表观遗传学、蛋白质转运、抗原提呈等相互之间的联系。
自噬中还存在信号分子、代谢产物的内吞、外排、协同效应与相互作用。
研究发现,在自噬作用中,除了ATP依赖的主动运输作用、氧化磷酸化的磷酸化作用外,还涉及到细胞中蛋白质的翻译、加工、储存和运输,以及脂类和糖类的氧化利用等生命活动的需要。
自噬是目前已知的唯一能够对抗外来微生物的免疫机制,因此自噬被认为是肿瘤免疫防御网的重要环节。
目前关于自噬的分子机制还没有完全弄清楚,主要是因为很多机制如吞噬作用都是与微生物感染密切相关的,但是它们所使用的模式基本上都是被动的。
因此,研究自噬分子机制就变得尤为重要。
对于自噬,人们最关心的是膜泡进入和脱离的细胞过程,但实际上,这一过程远不止于此。
事实上,自噬膜泡在进入、脱离过程中不仅需要参与吞噬作用,还需要参与各种蛋白质的组装,膜泡进入还需要考虑整个膜泡的动态变化、细胞核的影响,这些因素结合起来就极大地改变了膜泡进入、脱离过程,膜泡进入和脱离的全部过程中每个位点的数目和顺序也会改变。
不同的膜泡进入、脱离过程对于机体是非常重要的。
1、物质代谢异常性疾病:抗生素使用不当引起的菌群失调(或滥用抗生素引起的细菌耐药),致使有害菌群繁殖快,使宿主的物质代谢障碍;2、中毒性疾病:滥用镇静剂、安眠药等中枢抑制剂、酒精中毒等;3、营养不良性疾病:糖尿病、慢性消耗性疾病、肠道功能紊乱等;4、药源性疾病:重金属中毒、农药中毒、药物中毒等;5、其他:肿瘤、炎症、精神因素等。
自噬作用名词解释(一)
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。
细胞的自噬过程
细胞的自噬过程细胞的自噬是一种重要的细胞代谢过程,它在维持细胞内稳态、清除垃圾及回收营养物质等方面起到至关重要的作用。
本文将从自噬的定义、机制、调控以及其在生理和病理条件下的作用等方面进行详细阐述。
一、自噬的定义自噬是细胞内在的一种重要代谢途径,细胞通过自噬途径将细胞质中的一部分器官、蛋白质或其他物质包裹成囊泡(自噬体),并将其送往溶酶体降解器官进行降解。
自噬不仅可以清除老化、损坏的细胞器和蛋白质,还可以回收和利用这些降解产物来维持细胞的功能和生存。
二、自噬的机制自噬过程主要分为三个阶段:自噬体形成、自噬体与溶酶体的融合和自噬体内物质的降解。
首先,细胞膜上的包涵体(自噬囊)通过各种信号通路的参与形成初级自噬体;随后,初级自噬体与溶酶体融合形成更大的自噬体,形成完整的自噬体;最后,自噬体内的物质被酶水解降解,产生营养物质供细胞再利用。
三、自噬的调控自噬的调控涉及到一系列的信号通路和调控因子。
其中,mTOR信号通路是最为典型的自噬调控信号通路,mTOR通过磷酸化下游的关键调控因子ATG13、ULK1等来抑制自噬的启动和进程。
此外,磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT信号通路在自噬的调控中也起到了重要的作用。
四、自噬的生理作用自噬在正常生理条件下起到了多种重要的作用。
首先,自噬有助于清除细胞内的垃圾和老化蛋白,维持细胞的功能和稳态。
其次,自噬还参与细胞分化、发育以及细胞凋亡等生理过程中。
此外,自噬还可以回收和利用细胞内的营养物质,提供能量和养分供给细胞的生存和修复。
五、自噬的病理作用在一些疾病的发生发展过程中,自噬也发挥着重要的作用。
例如,在肿瘤发生过程中,自噬可以帮助肿瘤细胞逃避免疫清除和抗肿瘤药物的攻击;在神经退行性疾病中,自噬功能的异常导致细胞内垃圾的积累,从而加速了疾病的进展。
六、自噬的相关研究与应用随着对自噬机制的深入研究,人们对自噬在疾病治疗和疫苗开发中的应用有了更深入的认识。
自噬抑制剂和自噬诱导剂等药物的研发为疾病治疗提供了新的思路和策略;利用自噬途径来增强疫苗免疫效果也成为研究的热点。
自噬名词解释
自噬名词解释自噬( autophagy)是指细胞在生理条件下被大量溶解或受到破坏时,细胞中某些内含物(如核蛋白体)分解并消化,而放出其他物质,并由细胞膜包裹排出的过程。
细胞的一种主动防御机制,不断把坏死组织吞噬和分解掉,以维持机体的正常功能。
所以细胞自噬作用实际上是一个细胞的生理功能。
对于这个问题有很多学者提出了质疑,因为如果这么做是没有意义的,但是近年来却出现了新的证据支持这个观点,认为细胞内部发生的巨噬细胞可以消化掉身体里面衰老、损伤的细胞。
不仅如此,对于细胞自噬和肿瘤的关系,也有人提出异议,认为自噬与肿瘤无关。
自噬,又称自我消化或自体吞噬,是一种细胞自发的、对外界侵入的异物进行吞噬、分解,最终消化吸收的过程。
自噬可分为两类:( 1)正向自噬,即细胞对环境刺激因素(如药物、毒素等)作出的反应。
细胞通过自噬,可以清除突变的或已有的生物大分子,并修复受损的细胞器和组织。
( 2)负向自噬,即由于各种病理性因素引起的细胞损伤(如免疫损伤、肿瘤细胞的毒性作用)或凋亡(细胞自我死亡)后,形成的大量细胞残片,往往会沉积在血管、淋巴管等腔道内,而这些残片又无法随尿液、粪便等排泄物排出体外。
因此,自噬是一个相对的概念,当正向自噬占优势时,就说明处于健康状态;相反,如果负向自噬占优势,则表明身体处于亚健康状态。
这也是很多疾病中医的“正虚”、“邪实”、“瘀阻”的主要辨证方法。
在心脏,具有清除细胞凋亡或坏死细胞器的趋化因子的吞噬细胞发挥着重要作用。
其他一些组织如骨髓、胃肠道和胰腺也存在清除凋亡细胞器的吞噬细胞。
这些吞噬细胞的活动都与细胞死亡及受损程度有关。
而且,许多癌症患者,比如乳腺癌、胃癌等,都存在负向自噬。
然而,大部分情况下,人们认为人体自噬系统发挥了重要作用,从自噬系统产生的细胞碎片可以杀死坏死或衰老的细胞,避免过多的细胞被自噬消耗,维护机体正常的代谢过程,避免细胞内外过多的物质交换,降低体内高浓度的化学致癌物质的含量,起到保护机体的作用。
自噬的名词解释
自噬的名词解释自噬(autophagy)是一种细胞内的生命活动过程,其作用是将细胞内部的有害或无用成分进行分解和再利用。
这个过程被认为是维持细胞内平衡和生存的重要机制,在细胞的发育、代谢适应以及应对各种环境胁迫中发挥着重要作用。
自噬过程首先涉及到细胞内的膜结构,形成一个袋状或管状的结构,称为自噬小体。
这个自噬小体包裹着细胞内的细胞质成分,并形成一个双层的囊泡。
接着,这个囊泡会与细胞内的溶酶体融合,形成自噬体。
溶酶体中的酶会分解这个自噬体内的有害或无用成分,并将分解产物释放回细胞内,供细胞再利用。
自噬过程有多种类型,包括宏自噬(macroautophagy)、微自噬(microautophagy)和胶质体自噬(chaperone-mediated autophagy)。
其中,宏自噬是最为常见和研究深入的一种自噬方式。
在宏自噬中,自噬体的形成发生在金字塔状的膜结构上,称为自噬囊。
自噬囊的形成需要多个关键蛋白的参与,其中最为重要的是ATG(autophagy-related)家族的蛋白。
ATG蛋白有助于噬菌体的形成,并在自噬过程中起到细胞自噬的调控作用。
在自噬囊形成后,它会逐渐扩大并包裹细胞内的物质,最终形成完整的自噬体。
这个自噬体会与溶酶体融合,形成自噬溶酶体,使细胞内物质得到分解和重新利用。
自噬过程对细胞内的生命活动至关重要。
首先,自噬能够清除细胞内的有害物质,如氧化蛋白、损坏的细胞器和过多的膜脂质等。
这些有害物质积聚在细胞内会导致细胞功能受损,影响正常的代谢过程。
通过自噬将这些有害成分分解和排出,细胞能够保持正常的功能和结构。
其次,自噬还可以提供细胞内的能量和营养物质。
当外部环境异常或细胞内能量供应不足时,细胞会通过自噬分解自己内部的成分来提供能量和营养物质。
这种自噬产生的能量和营养物质能够维持细胞的正常生活活动,并在一定程度上增强细胞的抵抗力,使细胞能够更好地应对外界的压力和挑战。
此外,自噬还与一些疾病的发生和治疗密切相关。
简述细胞自噬的过程。
简述细胞自噬的过程。
细胞自噬(Cell autophagy)是一种细胞内的自愿性吞噬过程,可以在细胞内进行,也可以在外周细胞中发生。
自噬的主要功能是清除细胞内的垃圾和有害蛋白质,并帮助细胞修复和再生。
细胞自噬的过程通常包括以下几个步骤:1. 细胞自噬的启动:细胞自噬的起点是细胞质颗粒(LC3-positive颗粒)的增多。
这些颗粒是由细胞内的噬菌体和病毒等物质转化而来的,可以被激活细胞内的噬菌体介导的细胞内清除反应(phagocytosis)。
2. 细胞内噬菌体介导的清除反应启动:当细胞内的噬菌体数量增加时,它们会被激活细胞内的清除反应,即噬菌体介导的细胞内自噬(phagocytosis-mediated autophagy)。
这个过程中,噬菌体和LC3-positive颗粒会被细胞内的核糖体和其他蛋白质复合物结合,并通过一种称为“活化素”(phagocytosis激活素)的物质激活,使得细胞内的自噬反应启动。
3. 自噬噬体和LC3-positive颗粒的清除:自噬反应启动后,细胞内的噬菌体和LC3-positive颗粒会逐渐被清除,通过细胞内的吞噬作用和细胞内的酶反应来完成。
在这个过程中,细胞内的垃圾和有害蛋白质也会被清除,并且新的细胞质颗粒(LC3-positive颗粒)会重新生成。
4. 细胞自噬的巩固:细胞自噬的巩固阶段是通过细胞内的吞噬作用和细胞核内基因编辑机制来实现的。
在这个过程中,新的细胞质颗粒会不断生成,并且细胞内的噬菌体和LC3-positive颗粒也会得到进一步清除。
通过这个过程,自噬可以不断地清除细胞内的垃圾和有害蛋白质,帮助细胞保持健康和活力。
自噬是一种重要的细胞内清除反应,可以在细胞内进行,也可以在外周细胞中发生。
它可以清除细胞内的垃圾和有害蛋白质,从而帮助细胞修复和再生。
此外,自噬还可以调节细胞的免疫反应,帮助细胞应对各种挑战。
因此,自噬在细胞生物学和医学领域中都具有重要的应用价值。
cp-1什么是自噬Autophagy
什么是自噬?(Autophagy)自噬 (Autophagy)这个单词是由古希腊语「phagy 」--「吃」的意思再加上「Auto 」-- 「自我」组合而成的,被翻译为自我消化。
自噬作用常被比作吃自己触角的章鱼。
普遍认为,章鱼的这种行为是由于受到饥饿等外在压力导致而成的。
自噬作用一般被理解为细胞为摆脱饥饿状态而将自己分解,从而获取养分的现象。
然而随着今年来研究的发展,陆续发现自噬与泛素蛋白酶体系统并列在细胞内蛋白质降解中起到重要作用。
自噬体对被泛素化的蛋白进行选择性地分解,并且自噬途径是细胞对胞内的大分子物质的包被、吞噬后在溶酶体中降解的过程,因此自噬又被叫做细胞本体降解系统细胞在饥饿条件下,细胞质中会出现被称为“隔离膜”的囊泡(1)。
之后,囊泡一边包裹细胞质一边伸长(2)、然后其边缘融合 , 从而形成自噬体(AP ) (3)。
AP 内有包括线粒体在内的大的细胞器,AP 会与溶酶体融合形成自噬溶酶体(4)、包被的大分子物质被降解(5)。
自噬性降解产生的氨基酸可被再利用。
但是对于隔离膜的产生过程以及膜成分是否被提供现在仍然在研究阶段。
一提到细胞本体降解系统不免想到不但特异性低而且这种在细胞质中对自己大规模降解的行为对于细胞本身还很危险。
因此自噬的过程必须在非常严密地调控下进行。
因此在自噬过程中有哪些分子起到关键作用,这些分子又分别承担什么样的任务受到广泛的关注。
自噬的调控机制实际上近些年受到关注的自噬现象,实际上早在40年以前就已经在电子显微镜下被观察到。
但是在很长一段时间都找不到自噬过程中相关的因子,因此有关自噬机制的研究一直没有进展。
直到基础生物学研究所(现・东京工业大学)的大隈良典教授,制作了不能顺利降解自噬体内被包被分子的酵母菌株,并成功克隆了酵母的自噬基因(Autophagy related:APG/A TG)(Tsukada and Ohsumi,1993)。
现在通过对芽殖酵母中自噬突变体的大规模筛选, 一批自噬相关基因. (简称ATG 基因)共36种被分离出来(2012年)、这些基因大多被保存在哺乳类和植物中(物种间的同源序列很少但是立体结构却很相似)。
细胞自噬名词解释
细胞自噬名词解释
细胞自噬是一种细胞生物学过程,指的是细胞通过降解自身细胞器、蛋白质或其他物质来清理不必要的细胞结构,从而维持细胞内部环境的稳定。
细胞自噬在多种生物学过程中发挥着重要的作用,包括细胞死亡、细胞分化、免疫应答、肿瘤发生等。
细胞自噬的过程通常包括以下几个步骤:
1. 细胞自噬的触发:在一些刺激因素的作用下,细胞自噬的触发信号会被激活,从而导致细胞自噬的启动。
2. 细胞外膜的重塑:细胞自噬所需的膜结构发生改变,形成自噬小体。
3. 自噬小体的聚集:自噬小体与其他细胞器或蛋白质进行聚合,从而形成成熟的自噬体。
4. 自噬体的降解:在自噬体内部,一种叫做溶酶体酶的物质会分解自噬小体中的细胞器或蛋白质,从而使其得到降解。
细胞自噬的调节是一个复杂的过程,涉及到多种信号通路和分子机制。
其中,一些细胞外信号可以调节细胞自噬的启动和进行,包括脂多糖、白细胞介素 -1、肿瘤坏死因子-α等。
而细胞内分子机制则包括自噬体的形成、分解和降解等过程。
细胞自噬在多种疾病中发挥着重要的作用,包括自身免疫性肝炎、动脉粥样硬化、糖尿病等。
因此,研究细胞自噬的调节机制和生物学功能,对于治疗多种疾病具有重要意义。
自噬
自噬内容:1)什么是自噬?包括自噬的定义、形态学特征、分子基础、调控等2)自噬的意义自噬与细胞存活、细胞死亡、疾病、衰老等的关系3)怎么研究自噬?主要谈谈怎么证明细胞发生了自噬,即自噬的判断标准和各种研究自噬的方法及局限性。
透射电镜下自噬的照片:上图的英文说明:自噬的特性:1)自噬是细胞消化掉自身的一部分,即self-eating,初一看似乎对细胞不利。
事实上,细胞正常情况下很少发生自噬,除非有诱发因素的存在。
这些诱发因素很多,也是研究的热门。
既有来自于细胞外的(如外界中的营养成分、缺血缺氧、生长因子的浓度等),也有细胞内的(代谢压力、衰老或破损的细胞器、折叠错误或聚集的蛋白质等)。
由于这些因素的经常性存在,因此,细胞保持了一种很低的、基础的自噬活性以维持自稳。
2)自噬过程很快,被诱导后8min即可观察到自噬体(autophagosome)形成,2h后自噬溶酶体(autolysosome)基本降解消失。
这有利于细胞快速适应恶劣环境。
3)自噬的可诱导特性:表现在2个方面,第一是自噬相关蛋白的快速合成,这是准备阶段。
第二是自噬体的快速大量形成,这是执行阶段。
4)批量降解:这是与蛋白酶体降解途径的显著区别5)“捕获”胞浆成分的非特异性:由于自噬的速度要快、量要大,因此特异性不是首先考虑的,这与自噬的应急特性是相适应的。
6)自噬的保守性:由于自噬有利于细胞的存活,因此无论是物种间、还是各细胞类型之间(包括肿瘤细胞),自噬都普遍被保留下来(谁不喜欢留一手呢?)。
自噬相关基因(autophagyassociatedgene,ATG):在自噬过程中到底有哪些蛋白的参与,即自噬相关蛋白的鉴定是目前自噬研究主要的任务。
由于自噬研究的历史关系,很多基因在酵母和哺乳动物中有不同的命名。
在/books/bv.fcgi?rid=eurekah.table.24964中介绍了一些较早发现的自噬相关基因,下面列出几个新近发现的:1)bif-1(又叫EndophilinB1)和UVRAG(ultravioletirradiationresistance-associatedgene)相关文章:Bif-1interactswithBeclin1throughUVRAGandregulatesautophagyandtumorigenesis.pdf /d/75c245aa6c8cf8644c33bcf86e8c6ef8add3da69469e0e00 2)VMP1(Vacuolemembraneprotein1)相关文章:ThePancreatitis-inducedVacuoleMembraneProtein1TriggersAutophagyinMammalianCells.pdf/d/a4a74e47a1d515089558fe39db2177ff931ee8114a611e00 3)DRAM(damage-regulatedautophagymodulator)相关文章:DRAM,ap53-InducedModulatorofAutophagy,IsCriticalforApoptosis.pdf /d/69fee934467a3fc4b9a70b88c9292160a631c78f42111300 4)TP53INP2(TumourProtein53InducedNuclearProtein2)相关文章:TheTP53INP2ProteinIsRequiredforAutophagyinMammalianCells.pdf/d/40e5d3a2f6a0ec5fce4dc91c32880ae293201a582cf33500自噬过程的调控:从上面总结的自噬特点中可以看出,自噬这一过程一旦启动,必须在度过危机后适时停止,否则,其非特异性捕获胞浆成分的特性将导致细胞发生不可逆的损伤。
自噬及其研究方法
自噬及其研究方法自噬是一种细胞内的重要代谢途径,它通过溶解和回收细胞内的有害或无用成分来维持细胞内环境的稳定。
自噬的研究对于深入理解细胞代谢过程、疾病的发生机制以及潜在的治疗策略具有重要意义。
本文将介绍自噬的基本概念和作用机制,并讨论常用的自噬研究方法。
自噬是细胞通过溶解和回收细胞内的蛋白质聚集体、有损细胞器以及其他无用成分的过程。
这一过程主要通过两种途径实现:宏自噬和微自噬。
在宏自噬过程中,细胞将要被降解的物质包裹在双层囊泡,自噬体中,然后自噬体与溶酶体融合,从而使物质被降解。
而微自噬则是通过直接融合溶酶体与被降解的物质实现的。
自噬起源于维持细胞内营养平衡的需要。
在细胞中,自噬的启动过程主要通过特定的信号通路调控,包括mTOR (mammalian target of rapamycin)途径、AMPK (adenosine monophosphate-activated protein kinase)途径和蛋白激酶C (protein kinase C) 途径等。
这些信号通路在细胞内根据环境的需求来调节自噬的速度和强度。
自噬的研究方法可以分为定性研究和定量研究两种。
定性研究主要通过观察细胞内自噬体的形态和分布来判断自噬的发生与否。
其中,常用的方法有原位荧光染色和电子显微镜观察。
原位荧光染色通常使用自噬标记蛋白 LC3 (Microtubule-associated protein 1 light chain 3) 的绿色荧光蛋白(GFP)或者红色荧光蛋白(RFP)标记,通过观察细胞内的荧光信号来评估自噬的发生。
电子显微镜观察则可以直接观察到细胞内自噬体的结构,包括限制膜、自噬体和溶酶体等。
这些方法可以初步确定自噬的发生与否,但无法准确评估自噬的活性。
因此,定量研究自噬的活性变得尤为重要。
其中,西方印迹和荧光测定是常用的定量方法。
西方印迹是一种可以定量测定特定蛋白质表达水平的方法。
在自噬研究中,根据自噬相关蛋白质(如LC3、p62等)的表达水平变化来评估自噬的活性。
自噬的基本原理与过程
自噬的基本原理与过程自噬是一种细胞通过自身的吞噬机制,将损坏或不需要的细胞器、蛋白质和其他细胞成分降解并回收利用的过程。
这种自噬过程对于细胞存活、发育、适应环境和功能维持至关重要。
自噬的基本原理如下:1. 形成自噬体:自噬由一系列相关蛋白质驱动。
其中,最重要的是ATG(自噬相关基因)家族的蛋白质。
这些蛋白质在存在营养匮乏、氧气供应不足或其他应激条件时被激活。
ATG12和ATG5蛋白质会结合形成一个复合物,并与其他ATG蛋白质结合形成一个随后吞噬囊膜的结构。
这个结构最终会发展成为一个自噬体。
2. 融合:自噬体会与细胞内的溶酶体融合,形成自噬体溶酶体复合体。
这种融合将自噬体的内部环境与溶酶体的酸性环境结合在一起,从而加速降解过程。
3. 降解:自噬体溶酶体复合体中的酸性酶解开并降解自噬体中的蛋白质、细胞器和其他细胞成分。
这些降解产物随后被释放到细胞质中,并可供细胞再利用。
自噬的过程如下:1. 吞噬:自噬开始时,一个包含需要降解的损坏或不需要的细胞成分的包裹体(称为自噬体前体)形成。
这个包裹体由细胞膜来包裹形成,并围绕被降解物质形成一个囊泡。
2. 运输:自噬体前体会通过融合到更大的形成物(称为自噬体)并与溶酶体融合。
这个融合过程将自噬体内的降解酶与被降解的细胞成分结合在一起。
3. 降解:在溶酶体的酸性环境中,降解酶会被激活并开始降解自噬体中的细胞成分。
4. 利用:降解产物随后会被释放到细胞质中,并参与细胞代谢过程,或者被再次重构为新的细胞器或蛋白质。
需要注意的是,自噬既可以是细胞对损伤或压力的适应性反应,也可以是一种通过清除老化或异常细胞来维持组织的健康的方式。
自噬是一种细胞通过吞噬和降解自身细胞器和蛋白质的过程,可以帮助细胞清除老化、受损或不需要的组分,同时也可以提供能量和维持细胞内平衡。
自噬的基本原理如下:1. 形成自噬囊: 自噬开始时,细胞通过形成一个由膜囊包裹的结构,称为自噬囊。
这个自噬囊由内部的膜骨架支撑,形成一个双层的囊泡。
自噬与细胞死亡的关系
自噬与细胞死亡的关系细胞在生命活动中扮演着至关重要的角色。
当细胞发生损伤或感受到外界刺激时,细胞就会调节自身的状态以进行适应和修复。
自噬和细胞死亡作为两种重要的细胞调节机制,对于维持生命活动有着重要的作用。
下面将分别探讨自噬和细胞死亡的概念以及它们之间的关系。
一、自噬的概念自噬是指细胞在发生压力或饥饿等逆境时,将自身蛋白质或细胞器等打破,释放出的分子产物再被噬食,以满足能量需求和维护基本代谢机制的过程。
自噬能够清除细胞内垃圾和有害物质,维持细胞代谢平衡。
与此同时,自噬在稳态维护过程中也有着重要作用,它能够通过调节细胞器的数量和功能,使细胞保持在一定的状态。
二、细胞死亡的概念与自噬相反的是细胞死亡,它是指细胞在发生严重的损伤或感受到无法适应的环境刺激时,为保护整个生物体,主动启动自身程序性的死亡流程,以保证生物组织内部的稳态。
细胞死亡有很多种类型,包括凋亡、坏死、壊死等,其中凋亡是一种主动自杀性质的死亡方式,能够将死亡细胞慢慢地被消化吸收,而坏死和壊死则是自发性、无序的细胞死亡。
三、自噬与细胞死亡的关系自噬和细胞死亡在某些情况下会进行相互作用和影响,下面将分别探讨它们之间的关系。
1. 自噬对凋亡的影响凋亡作为一种重要的细胞死亡方式,与自噬之间有着密切的关系。
近年来研究表明,自噬可以通过清除细胞内过多的代谢产物,维护基本代谢机制的正常运转,从而抑制凋亡的发生。
同时,自噬也可以促进凋亡的发生,例如在肿瘤细胞上的研究表明,肿瘤细胞可以通过激活自噬调节程序,加速凋亡的发生,从而抵抗化疗或免疫治疗。
2. 细胞死亡对自噬的影响细胞死亡时,自噬通路也会被调节。
一方面,细胞死亡会抑制自噬的发生,例如在坏死过程中,细胞的酸化和钙离子失调会抑制自噬的启动。
另一方面,细胞死亡也会促进自噬的发生,例如在凋亡过程中,细胞会释放出被噬食的目标物,从而向旁边的细胞传输早期的自噬信号,促进自噬的进行。
四、结论自噬和细胞死亡是细胞内重要的调节机制,在发生压力或逆境时是维持细胞正常代谢和细胞稳态的保障。
16小时细胞自噬原理-概述说明以及解释
16小时细胞自噬原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述细胞自噬是一种细胞内的重要生理过程,它在维持细胞内稳态、清除老化、损坏或异常细胞成分方面起着至关重要的作用。
自噬这一生理现象最早由克里斯蒂安·德·杜鲁克在20世纪60年代首次提出,并在随后的几十年中得到了广泛的研究和探索。
自噬是通过细胞内的各类液泡(称为自噬体)将细胞内的有害物质、损坏的蛋白质和细胞器等分解成基本的分子和元素,并进一步回收利用或排出体外。
这个过程涉及一系列的调控因子和下游酶系统的参与,包括ATG蛋白家族、细胞自噬扩展途径和自噬体的形成等。
细胞自噬在生物体内的调控和功能非常复杂,在细胞的生长、分化、代谢调控、免疫应答等方面起着重要的作用。
此外,细胞自噬还与多种疾病的发生和发展密切相关,如癌症、神经退行性疾病、心血管疾病等。
因此,深入理解细胞自噬的生物学原理对于揭示多种重大疾病的病因和治疗具有重要意义。
在本文中,我们将全面介绍细胞自噬的定义、历史背景以及其在生物学中的重要性。
同时,我们还将探讨细胞自噬与疾病关系的研究进展,并展望其在未来的应用前景。
通过对细胞自噬的深入研究,我们有望为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法,为人类的健康福祉做出更大的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构的目的是为读者提供一个清晰的脉络,让他们能够更好地理解文章的内容和主题。
本文将按照以下顺序组织:1. 引言:介绍细胞自噬的背景和意义。
这一部分将提供关于细胞自噬的一般概述,重点介绍细胞自噬在细胞适应性、代谢调控等方面的重要性。
2. 细胞自噬的定义和历史背景:详细介绍细胞自噬的定义以及其发现和研究的历史。
这一部分将回顾细胞自噬的起源和重要里程碑,为读者提供一个更深入的了解。
3. 细胞自噬的生物学原理:介绍细胞自噬的具体机制和过程。
这一部分将详细阐述细胞自噬的各个阶段,包括诱导、分解和回收等步骤,并介绍与之相关的关键蛋白、酶和信号通路。
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• 目前根据发生过程分为三类:
• 大 自 噬( Macroautophagy )即我们说的自噬; • 微 自 噬(Microautophagy):是指溶酶体主动、 直接吞噬胞浆成分的一种方式; • 分子伴侣介导的自噬 (Chaperone-mediated autophagy,CMA):一些分子伴侣,如 hsp70, 能帮助未折叠蛋白转位入溶酶体;
• • • •
自噬过程具有明显的阶段性: 1、自噬信号通路的激活和整合 2、底物的隔离和自噬体的形成 3、自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体, 即自噬溶酶体的成熟(运输、融合、酸化) • 4、溶酶体降解底物和大分子物质的释放 • 5、释放生物大分子成功的再利用
胞浆成分,线 粒体、内质网 脂双层 碎片
马泰,孙国平,李家斌.细胞自噬的研究方法[J].生物化学与生物物理进展, 2012, 39(3): 204~209.
• Beclin1是自噬的调控基因,通过western blot检 测Beclin1的表达水平,结合其他生化指标,可对 细胞的自噬活性进行动态检测和判断。 • p62是多种信号途径中的支架蛋白,最近发现, p62是自噬的首选靶位,p62可直接与自噬标记蛋 白LC3结合,细胞内的p62水平由自噬水平调控。
自噬的调节及信号传导
• 目前调节自噬的分子中起关键作用的是mTOR复 合体和 Beclin1 复合体。 • mTOR 作为一种蛋白激酶,是调节细胞生长、增 殖、运动、存活和自噬等上游通路的汇合点。 • Beclin1 复合体是由 Bcl-2、Beclin1、UVRAG和 Vps34 组成。 • mTOR 通路的激活抑制自噬的发生,而Beclin1复 合体可促进自噬的发生,两个复合体通过 Vps34 联系起来。
自噬(Autophagy)
自噬是细胞内的一种“自食(Self-eating)”现象, 是指膜(大部分表现为双层膜,有时多层或单层) 包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质 等形成自噬体( autophagosome ),最 后 与 溶 酶体融合形成自噬溶酶体 (autophagolysosome),降解其所包裹的内容物, 以实现细胞稳态和细胞器的更新。
• 免疫印迹技术检测细胞LC3-II (16KDa) 、 Beclin1(60KDa) 、p62 (60KDa)蛋白含量也 是检测自噬水平的公认手段。 • LC3-II含量的多少与自噬泡数量的多少成正比。 在免疫印迹试验中,LC3-II较LC3-I更加敏感一些。 因此LC3-II与β-actin (42KDa)的比值被认为是 自噬的精确指标。
细胞转染 mRFP-GFP-LC3 病毒后给予氨基酸剥夺 处理 2 小时后出现明显增强的自噬以及自噬流.
3)自噬相关蛋白的表达
自噬的发生受自噬相关蛋白的调控,包括 Atg5、 Atg7、Atg8 和 Atg12 等,其中 Atg8 起着重要的 作用,该蛋白在哺乳动物中被称为 LC3 (微管相 关蛋白) ,是自噬形成的重要标记,可通过检测 LC3 的表达水平观察自噬体的形成。 当雷帕霉素诱导巨噬细胞自噬形成时,LC3 的表 达水平明显增高。
自噬的特性
1、细胞保持一种很低的、基础的自噬活性 以维持自稳。 2、自 噬 过 程 很 快 (8min/2h) 3、自噬的可诱导特性:第一是自噬相关蛋 白的快速合成,这是准备阶段。第二是自 噬体的快速大量形成,这是执行阶段。
4、批量降解 5、“捕获”胞浆成分的非特异性:由于自 噬的速度要快、量要大,因此特异性不是 首先考虑的,这与自噬的应急特性是相适 应的。 6、自噬的保守性:由于自噬有利于细胞的 存活,因此无论是物种间、还是各细胞类 型之间(包括肿瘤细胞),自噬都普遍被 保留下来。
促进自噬相 关蛋白结合到 膜上,形成前 自噬结构
对雷帕霉素(诱 导自噬)敏感, 主要调节细胞生 长、能量代谢和 自噬。
自噬的研究方法
1)观察自噬体的形成(透射电镜) Phagophore特征为:新月状或杯状,双层或多层 膜,有包绕胞浆成分的趋势。 自噬体的特征为:双层或多层膜的液泡状结构, 内含胞浆成分,如线粒体、内质网、核糖体等。 自噬溶酶体的特征为:单层膜,胞浆成分已降解。
2)荧光蛋白示踪法
在荧光显微镜下采用 GFP-LC3等融合蛋白来示踪 自噬的形成: 无自噬时,GFP-LC3 融合蛋白弥散在胞浆中; 自噬形成时,GFP-LC3 融合蛋白转位至自噬体膜, 在荧光显微镜下形成多个明亮的绿色荧光斑点, 一个斑点相当于一个自噬体,可以通过计数来评 价自噬活性的高低。
• mRFP-GFP-LC3双荧光指示体系 • 显微镜成像后红绿荧光merge 后通过 merge 后出现的黄色斑点即是自噬体.,红 色斑点指示自噬溶酶体,通过不同颜色斑点 的计数可以清晰的看出自噬流的强弱,实 时监测自噬发生过程,准确,清晰,直观!