细胞自噬-参考
细胞自噬的概念和意义
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
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。
细胞自噬与细胞凋亡-高考生物大一轮单元复习课件(新教材新高考)
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3.细胞自噬与细胞凋亡的区别与联系 (1)形态学上的区别 凋亡会使染色质收缩，染色加深，细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解 体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹胞质内的物质，然后与溶酶体融合 消化掉内容物。 (2)生理意义上的区别 凋亡是正常的细胞死亡途径，凋亡后，细胞必定死亡；自噬只是细胞在高 胁迫的环境中的一种应急机制，旨在为自身提供营养或者降解错误折叠蛋 白等，不一定引起死亡。 (3)联系 有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
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(4)意义
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 以及受损或多余的细胞器，促进发育和分化，延长寿命，清除入侵微生 物等。细胞在正常生长条件下能进行较低水平的自噬，以维持细胞内的 稳态。在遭受各种细胞外或细胞内刺激(如缺氧，缺营养，接触某些化学 物质，某些微生物入侵细胞，细胞器损伤，细胞内异常蛋白过量累积等) 时细胞可通过细胞自噬维持基本的生命活动。
新高考·新教材·新课标 ③DNA电泳 细胞凋亡时，细胞内特异性核酸内切酶活化，染色质DNA在核小体 间被特异性切割，DNA降解成180~200bp或其整数倍片段。因此凋 亡细胞中提取的DNA在进行常规的琼脂糖凝胶电泳时，这些大小不 同的DNA片段就呈现出梯状条带（下图）。 这一方法是鉴定细胞调亡最为简便可靠的方法之一。
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第四单元 ·细胞的生命历程
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剖析难点·考点突破 重难精讲
1.细胞自噬
(1)概念 在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶 酶体降解后进行物质的再利用，这就是细胞自噬。
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(2)自噬方式
细胞生物学论文-细胞自噬
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资料
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-参考
细胞自噬过程
自噬体膜：来源：
粗面内质网的非核糖体区域 高尔基体 一种新合成的结构
被降解物：
部分胞浆 细胞内需降解的细胞器(线粒体) 细胞内需降解的细胞器(线粒体) 细胞内需降解的蛋白质
细胞自噬过程
1.
饥饿、氧化应激损伤→ 饥饿、氧化应激损伤→自噬体膜脱落，形成环状 分隔膜，包绕在被降解物周围 分隔膜逐渐延伸，将要被降解的胞浆成分完全包 绕形成自噬体（autophagosome） 绕形成自噬体（autophagosome） 自噬体通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体，与 之融合形成自噬溶酶体(autolysosome), 之融合形成自噬溶酶体(autolysosome), 并降解 其内成分，自噬体膜脱落再循环利用
保护作用
如当肿瘤细胞缺乏营养供应时， 如当肿瘤细胞缺乏营养供应时，尤其在肿瘤的中 心地带，细胞内自噬作用会增加， 心地带，细胞内自噬作用会增加，通过降解蛋白质 和细胞器可以给其他肿瘤细胞供应氨基酸、 和细胞器可以给其他肿瘤细胞供应氨基酸、脂肪酸 和核苷酸等营养物质以提高其生存的机会和侵袭的 能力。 能力。
肿瘤发生的早期阶段， 肿瘤发生的早期阶段，自噬可表现出抑制肿瘤的作 因此在肺癌的早期诊断和治疗中， 用，因此在肺癌的早期诊断和治疗中，应将自噬相 关基因beclin1，p53等纳入肺癌的临床分型指标体 关基因 ， 等纳入肺癌的临床分型指标体 系。 在肿瘤发展的后期， 在肿瘤发展的后期，自噬可能对肿瘤的进展起促进 作用，则应该抑制自噬、激活凋亡， 作用，则应该抑制自噬、激活凋亡，从而让肿瘤细 胞对治疗手段变得敏感。 胞对治疗手段变得敏感。 还可以有针对性地探索一些单纯诱导肿瘤细胞发生 自吞噬式细胞死亡（ 型程序性细胞死亡） 自吞噬式细胞死亡（即Ⅱ型程序性细胞死亡）的药 物和治疗手段。 物和治疗手段。寻找该类药物的方向主要从调控自 噬的相关信号通路和相关分子靶标入手。 噬的相关信号通路和相关分子靶标入手。
细胞自噬的研究方法
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
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。
细胞自噬与代谢ppt课件
蛋白酶体途径：降解细胞内短寿(short-lived)、多聚泛素化(ubiquitination)的蛋白质。 原核生物：通过19S的蛋白酶体能识别靶蛋白的特定氨基酸序列并将其降解。 真核生物：则是通过26S的蛋白酶体降解蛋白质。 内吞途径：将跨膜蛋白运送到溶酶体降解。 细胞自噬途径：而长寿蛋白(long-lived protein)、蛋白聚集物及膜包被的细胞器是通过细胞自噬的方式在溶酶体降解。
Part 1
Part 1
自噬的概念
1.2 自噬的分类——大自噬的非特异性与特异性
应激功能 细胞自噬是细胞在饥饿条件下的一种存活机制。 当营养缺乏时，细胞自噬增强，使非关键成分降解，释放出营养成分，以保证过程的继续。 防御功能 在细胞受到致病微生物感染时，细胞自噬起一定的防御作用。 维持细胞稳态 在骨骼机和心肌，细胞自噬有特殊的“看家”(house keeping)功能，帮助细胞浆成分，包括线粒体，进行更新。 延长寿命 细胞自噬可降解损伤的细胞器、细胞膜和变性蛋白等胞内成分。 如果细胞自噬受损衰竭，细胞损伤就会堆积、累加，产生老化。 控制细胞死亡及癌症 当前，决定细胞自噬导致细胞死亡，还是维持细胞存活的因子尚不完全清楚。所以，细胞自噬与细胞死亡之间的因果关系还没有最后定论。
胞质内蛋白结合到分子伴侣后被转运到溶酶体腔中，然后被溶酶体酶消化。CMA 的底物是可溶的蛋白质分子，在清除蛋白质时有选择性，而前两者无明显的选择性。
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分子伴侣介导的自噬（CMA）：
Part 1
Part 1
自噬的概念
1.2 自噬的分类——根据细胞物质运到溶酶体内的途径不同
通常认为大自噬是一种非特异过程。但是，在一些情况下细胞器，如：线粒体，过氧化物酶体等，似乎是优先包裹的对象，提示有一定选择性或特异性。
细胞自噬启动方法
细胞自噬启动方法
细胞自噬的启动可以通过多种方式来实现，包括饥饿、运动、药物干预和营养调控等。
1. 饥饿：当细胞体验到饥饿状态时，能量供应减少，细胞会启动自噬过程来产生额外的能量和营养物质。
常规的饥饿时间可以是短暂的禁食，例如间歇性禁食或定期禁食，但应该根据个体的健康状况和医疗建议来进行。
2. 运动：适度的体育锻炼也被认为可以激活自噬。
有研究表明，运动可以增加细胞内的代谢需求，促进能量消耗，从而激活自噬途径。
有氧运动和力量训练都可以作为激活自噬的方式。
3. 药物干预：一些药物被发现可以直接或间接地激活细胞自噬。
例如，Rapamycin是一种常用的药物，可以抑制mTOR信号通路，从而激活自噬。
还有其他化合物和药物，如抗糖尿病药物Metformin和天然产物咖啡因，
据报道也具有激活自噬的效果。
4. 营养调控：一些特定的营养物质和饮食方式被认为可以调节自噬。
例如，口服虾青素软胶囊，高蛋白低碳水化合物饮食和脂肪酸奥美加三酸（omega-3 fatty acids）都被认为可以促进自噬的发生。
此外，多种营养
素如咖啡因、绿茶多酚和黄酮类化合物等也被发现与自噬过程相关。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业医生或营养师。
Removed_细胞自噬诱导实验报告
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ATG4、ATG5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。
煮沸法提取质粒的原理是：将细菌悬浮于含Triton X-100和溶菌酶的缓冲液中，再用沸水浴处理细胞，使宿主细胞细胞壁溶解、细胞膜破坏，蛋白质与染色体DNA变性。
(完整word)细胞自噬研究综述
细胞自噬研究综述一、概述细胞自噬是广泛存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径。
是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程.细胞自噬导致细胞内长寿命蛋白和受损伤细胞器的降解，使细胞在应激条件下循环利用营养物质和三羧酸循环产生的ATP继续生存。
根据细胞内底物运送到溶酶体腔方式的不同，哺乳动物细胞自噬可分为微自噬(microautophagy）、巨自噬(macroautophagy）和分子伴侣介导的自噬(Chaperone-mediated autophagy，CMA）三种主要方式，但目前研究最为广泛的是巨自噬。
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，参与生物的发育、生长等多种过程，细胞自噬的异常导致癌细胞的出现。
研究表明，细胞自噬在细胞内稳态、癌症、心力衰竭、神经退行性疾病、传染病、衰老相关性疾病等生命过程中发挥着重要作用。
二、细胞自噬的形式微自噬是指溶酶体或者液泡内膜直接内陷底物包裹并降解的过程.多在种子成熟时储藏蛋白的沉积或萌发时储存蛋白的降解中起作用。
巨自噬是在其过程中，底物蛋白被一种双层膜的结构(粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜）包裹后形成直径约400～900纳米大小的自噬小泡（autophagosome)，接着自噬小泡的外膜与溶酶体膜或者液泡膜融合，释放包裹底物蛋白的泡状结构到溶酶体或者液泡中，并最终在一系列水解酶的作用下将其降解，我们将这种进入溶酶体或者液泡腔中的泡状结构称为自噬小体。
它作用于营养缺乏条件下培养的细胞、植物的免疫反应、叶片衰老及环境胁迫应答。
介导自噬是在动物细胞衰老反应过程中，往往发生分子伴侣介导的自噬过程,保存必须的组成细胞结构的蛋白和其他材料。
三、细胞自噬的功能生理性自噬是细胞的自我保护机制，有益于细胞的生长发育,保护细胞防止代谢应激和氧化损伤，对维持细胞内稳态以及细胞产物的合成、降解和循环再利用具有重要作用；但自噬过度可能导致代谢应激、降解细胞成分、细胞死亡等，打破细胞生长和死亡(细胞死亡至少分为三种形态学上不同的进程,即细胞凋亡、自噬性细胞死亡和坏死,此处所指的死亡可能伴随着细胞自噬，过度自噬以一种不同于细胞凋亡和坏死的方式使细胞死亡,但自噬与二者还有一定的关联性,比如Bcl—2和Beclin1之间的互作）间的平衡。
细胞自噬机制-PPT
微管相关蛋白轻链3（MAP-LC3）
12135-1-AP
微管相关蛋白轻链3（MAP-LC3），简称LC3，参与了自噬的形成，并被证明了是哺乳动物细胞中常见的自噬小 体标记蛋白之一。Western blot可能会检测到LC3的两种形式，这是由于自噬形成时，胞浆型LC3会酶解掉一小段 多肽形成LC3-I，LC3-I跟磷脂酰乙醇胺即脑磷脂(PE)结合转变为（自噬体）膜型（即LC3-II），这两种形式在正 常细胞中都是存在的，而发生自噬的细胞中LC3-II会有明显的增加。
细胞自噬基本过程
自噬前体
内涵体 自噬内涵体 溶酶体
自噬体
自噬溶酶体
自噬基本过程： 1.自噬前体的形成 2.自噬体的形成 3.自噬溶酶体的融合 4.自噬体的溶解
细胞自噬分类（根据进入溶酶体途径不同）
巨自噬 微自噬 分子伴侣介导的自噬
巨自噬
内外刺激诱导下，细胞通过自噬基因调控组装自噬前体。自噬体 包裹细胞质,细胞器或细菌等形成自噬体，在微管作用下，自噬 体与溶酶体靠近，自噬体外层膜与溶酶体膜融合，包有内层膜的 自噬体进入溶酶体，形成自噬溶酶体。继而，自噬体内膜被溶酶 体酶降解，继而内容物被降解，营养成分被细胞重新利用。
IMPase 抑制剂（即Inositol monophosphatase，肌醇单磷酸酶） • 3）Earle's平衡盐溶液：制造饥饿 • 4）N-Acetyl-D-sphingosine（C2-ceramide）：Class I PI3K
Pathway抑制剂 • 5）Rapamycin：mTOR抑制剂 • 6）Xestospongin B/C：IP3R阻滞剂
• ，表现为胞浆中迅速涌现大量自噬体，这一现象被称为“自噬潮” （autophagic flux），广泛用于自噬形成的监测。自噬潮为细胞 度过危机提供了紧急的营养和能量支持，有利于细胞的存活。
细胞自噬途径的功能和分子机制
细胞自噬途径的功能和分子机制细胞自噬途径是一种重要的细胞代谢方式，是维护细胞生命活力和稳态的关键机制之一。
细胞自噬被广泛地参与到许多生理和病理过程中，包括发育、免疫、代谢、抗衰老和疾病等。
在这篇文章中，我们将探讨细胞自噬途径的功能和分子机制。
一、细胞自噬途径的功能细胞自噬途径通过将细胞内的废旧或功能失调的细胞器、蛋白质、DNA等分解成小分子，供细胞重新利用，从而维持细胞生命活力和稳态。
尽管这种代谢机制在正常的细胞生理过程中也扮演重要的角色，但它在某些病理状态下变得尤为重要，如营养缺乏、感染、氧化损伤、神经退行性疾病、自身免疫疾病和癌症等。
在细胞自噬途径中，细胞通过保守的分子途径形成自噬体，对细胞内的垃圾进行包裹和降解。
该过程通常由五个关键步骤组成：分子识别和包裹、吞噬体形成、自噬体运输、自噬体融合和溶解。
二、细胞自噬途径的分子机制细胞自噬途径的分子机制已被广泛研究，已经发现了许多关键的参与因子和信号通路。
在细胞自噬途径中，最重要的参与因子是自噬体蛋白（Atg）家族，它们是自噬体形成的调节因子。
此外，还有一些其他的信号通路，如磷酸肌酸酯酶mTOR、AMPK、PI3K、Beclin1等，对于细胞自噬途径的正常调节和功能非常重要。
（一）自噬体蛋白（Atg）家族自噬体蛋白家族在细胞自噬途径中发挥着非常重要的作用。
这些Atg蛋白可被分为以下几类：膜扩张蛋白、膜包裹蛋白、膜桥接蛋白和膜破裂蛋白等。
其中膜扩张蛋白主要包括Atg12-Atg5、Atg7、和Atg8/LC3等蛋白。
Atg12-Atg5蛋白可与Atg16L形成Atg12-Atg5-Atg16L复合物，使Atg8蛋白脱离膜上形成的成熟的自噬体。
这些蛋白参与了自噬膜的形成和扩张，保证了自噬体的生成和降解。
（二）mTOR通路mTOR通路是细胞代谢通路的关键分支之一，已被证明可以抑制细胞自噬途径。
在有足够营养的情况下（如葡萄糖、氨基酸等），mTOR被激活，在Akt、PI3K等信号通路的参与下，抑制了先天免疫应答、自噬、胰岛素敏感的耗能通路等。
关于细胞自噬的相关研究成果
关于细胞⾃噬的相关研究成果关于细胞⾃噬的相关研究成果姓名：陶宗学院：化学化⼯学院专业：化学学号：160106010012016年度诺贝尔⽣理学与医学奖刚揭晓不久，获奖者为⽇本科学家⼤隅良典（Yoshinori Ohsumi），以奖励他在“细胞⾃噬机制⽅⾯的发现”。
⼀、概述细胞⾃噬这是细胞组分降解与再利⽤的基本过程。
“⾃噬”(autophagy)⼀词源于希腊语前缀“auto-”，意为“⾃我”，以及另⼀个希腊语单词“phagein”，意为“吞⾷”。
因此，⾃噬作⽤的意思⾮常明确，那就是“⾃我吞噬”。
“⾃噬”的概念由⽐利时科学家Christian de Duve 在1963年溶酶体国际会议上⾸先提出，是指⼀些需降解的蛋⽩质和细胞器等胞浆成分被包裹，并最终运送⾄溶酶体降解的过程，⾃噬性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。
现已明确，⾃噬的主要功能之⼀实际上是在细胞受到应激性的死亡威胁时保持细胞的存活，这是真核细胞维持稳态、实现更新的⼀种重要的进化保守机制。
虽然⼴义上的⾃噬包括巨⾃噬(macroautophagy)、微⾃噬(microautophagy)和分⼦伴侣介导的⾃噬(chapeon-mediated autophagy)三种类型，通常所说的⾃噬即指巨⾃噬，也是⽬前研究最多的。
对这⼀过程开展研究⾮常困难，这也就意味着我们对其知之甚少。
直到上世纪1990年代，在经过⼀系列出⾊的实验之后，⽇本科学家⼤隅良典利⽤⾯包酵母找到了与⾃噬作⽤有关的关键基因。
随后他开始致⼒于阐明酵母菌体内⾃噬作⽤的背后机制，并发现与之相似的复杂过程也同样存在于我们⼈类的细胞内。
⼤隅良典的研究更新了我们关于细胞物质循环的旧有观点，他的研究开启了理解⾃噬作⽤在许多⽣理过程中关键作⽤的崭新道路，如⽣物体对于饥饿的适应或者机体对于感染的反应。
⾃噬基因的突变会导致疾病的发⽣，⾃噬作⽤机制在⼀些类型的疾病，如癌症和神经疾病等病症中也发挥了作⽤。
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。
细胞自噬与疾病发生
自噬在疾病中的影响
代谢性疾病
2型糖尿病 肥胖
心血管疾病
动脉粥样硬化 心肌梗死
潜在治疗策略
调控胰岛素信号通路 调节脂质代谢
未来研究方向
心脏细胞自噬机制 新型药物开发
● 06
第6章 总结与展望
自噬在疾病治疗 中的应用前景
细胞自噬作为一种重 要的细胞代谢调节机 制，在疾病治疗中具 有广阔的应用前景。 未来的研究将进一步 探索自噬在不同疾病 中的作用机制，寻找 更多针对自噬的治疗 策略。
细胞自噬与疾病发生
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 细胞自噬的基本概念 第2章 细胞自噬与癌症 第3章 细胞自噬与神经退行性疾病 第4章 细胞自噬的调控机制 第5章 细胞自噬与代谢性疾病 第6章 总结与展望
● 01
第1章 细胞自噬的基本概念
什么是细胞自噬？
01 自身吞噬
细胞通过自身吞噬和降解有害或多余物质
致谢
感谢各位专家学者的 研究成果和学术指导， 为我们深入了解细胞 自噬与疾病发生提供 了重要支持。
感谢观看
02 清除损坏物质
帮助细胞清除损坏的蛋白质和细胞器
03 维持稳定
维持细胞内环境的稳定
自噬的生理功能
细胞自噬能够维持细 胞内的营养平衡，延 长细胞的寿命，提高 细胞的抵抗力。此外， 自噬还可以调控细胞 的生长和代谢，参与 各种细胞信号传导通 路。
自噬的调控机制
自噬诱导
自噬囊泡形成
溶酶体融合
溶酶体降解
了解细胞自噬在不同疾病中的作用对于疾病的治 疗和预防具有重要意义。细胞自噬功能的异常会 导致多种疾病的发生和发展，因此研究细胞自噬 在疾病中的作用对于未来的医学研究有着重要意 义。
细胞自噬制-V1
细胞自噬制-V1
细胞自噬是指在生物体内，细胞内部通过分解自身储存的有机物质和
受损或老化的细胞器，以提供生存所需物质的过程，即将细胞内部的
有机物质分解为小分子，在细胞内营养利用与物质代谢过程中起着重
要的作用。
其中，细胞自噬的调控机制与其功能密切相关。
其中，以
下列举了细胞自噬过程的几个关键环节：
1.初始发起：细胞中有机物质储存的地方-内质网上膜的隆起部分萌发，形成初步自噬体。
2.自噬体扩张：初级自噬体逐渐与溶液中的质膜融合，形成自噬体，
此时膜上的蛋白、脂类均被稀释；如果同时存在线粒体和内质网等有
机物时，还会附着在自噬体表面上。
3.酸性化：自噬体进一步融合形成，成为功能成熟的自噬体，此时自
噬体内部酸性条件的形成将促使各种酶细胞降解自身。
4.分解：在酸性环境下，自噬体中的内部分子被分解为小分子，包括
多肽、氨基酸、脂类、碳水化合物等，并与液泡相同的体液部分弹出。
5.循环利用：由于被分解进入自噬体的分子本身就是细胞中的基础性
物质，分解后的低分子可被再分配重用，最大限度地利用分解细胞生
产的有机物质。
细胞自噬在维持细胞内部环境平衡、清除老化细胞、维持细胞代谢处
于正常水平等方面都起着重要作用。
此外，还有很多疾病与细胞自噬
有关，例如2型糖尿病、阿尔兹海默症、神经退行性疾病，因此对细
胞自噬的深入研究将有助于开发更有效的治疗方法并为生命科学领域奠定坚实的基础。
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细胞自噬过程
自噬体膜：来源：
粗面内质网的非核糖体区域 高尔基体
一种新合成的结构
被降解物：
部分胞浆
细胞内需降解的细胞器(线粒体) 细胞内需降解的蛋白质
细胞自噬过程
1.
饥饿、氧化应激损伤→自噬体膜脱落，形成环状
分隔膜，包绕在被降解物周围 分隔膜逐渐延伸，将要被降解的胞浆成分完全包 绕形成自噬体（autophagosome） 自噬体通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体，与
Cellular remolding: during development
and differentiation
（诱导因素：营养和能量缺乏、氧化应激、感
染、蛋白质大量聚集）
Autophagy
通过自噬, 细胞可以在饥饿条件下存活数天甚至
数周
过度激活的自噬引起细胞发生程序性死亡——Ⅱ
酶 Atg10，最后与Atg5 结合 , 形成自噬体前体 (autophagosomal precursor)；LC3-Ⅰ也被 Atg7 活化，转运至第二种 E2 酶 Atg3，并被修 饰成膜结合形式 LC3-Ⅱ。LC3-Ⅱ定位于前自噬 体和自噬体——自噬体的标志分子（LC3 是酵 母细胞自噬相关基因 Atg8 的类似物）
Autophagy-defective cells: genomic
instability. Related to:
failure to control the damage of checkpoint or
repair proteins, deregulated turnover of centrosomes, insuficient energy for proper DNA replication and repair excessive generation of reactive oxygen species due to ineficient removal of damaged mitochondria
Critical for autophagy-mediated protection
against aging, cancer, neurodegenerative diseases, and infection
3. Autophagy May Be a Guardian of the Genome
autophagy is also involved in the killing of
bacteria that are ingested by cells.
细胞生存的一种机制, 在很多生理过程如清除损伤、
பைடு நூலகம்
衰老细胞器以及冗余蛋白上发挥着重要作用
Autophagy
细胞正常生理活动中，自噬维持在一个非
自噬的功能
对外源性刺激(包括营养缺乏、细胞密度负荷、低氧、
氧化应激、感染等)的适应性反应：降解产物氨基酸、 核苷酸、游离脂肪酸等可供物质能量循环 细胞保持稳定状态的管家机制：调控长寿命蛋白、 过氧化物体、线粒体和内质网的更新 参与一定的组织特异性融合 一种防御机制:清除胞质内受损的细胞器、代谢产物, 进行亚细胞水平上的重构,保护受损的细胞；作为一 种细胞死亡程序诱导细胞主动性死亡
细胞自噬与疾病
（Autophagy in the Pathigenesis if Disease）
广州医学院病理生理学教研室
董伟华
系统生物学
系统生物学
细胞生物学
细胞生物学
分子生物学
分子生物学
细胞生物学
细胞增殖
细胞分化
细胞死亡：形式有几种？
细胞死亡的分类
非程序性细胞死亡：Necrosis 程序性细胞死亡——基于机制的分类：
nutrient deprivation growth factor depletion
hypoxia
2. Autophagy Works as a Cellular Housekeeper
Housekeeping functions performed by
autophagy includes:
autophagy
mutual inhibition or activation of each pathway by the
other
Autophagy in Disease
Autophagy and Neurodegenerative Diseases
Autophagy and Liver Disease
the elimination of defective proteins and
organelles the prevention of abnormal protein aggregate accumulation the removal of intracellular pathogens
(Lysosome)融合形成自噬溶酶体(autolysosome)，胞质 和细胞器成分在这里被降解为核苷酸、氨基酸、游离脂肪酸
等小分子物质，这些小分子物质可以被重新利用合成大分子
或者合成ATP。
Autophagy
autophagy is a process by which cells
undergo partial autodigestion that prolongs survival for a short time under starvation conditions. It provides nutrients that are necessary to maintain cell viability.
细胞自嗜（Autophagy）
1962年Ashford等在胰高血糖素处理的小鼠肝细胞中观察
到autophagy
1963年, De Duve首次提出细胞自噬的生物学概念: 细胞
在缺乏营养和能量供应时， 部分细胞质与细胞器被包裹进 一种特异性的双层膜或者多层膜结构的自噬体
(autophagosome)中，形成的自噬体再与溶酶体
Factors that may control the cellular “decision”
between the autophagy and apoptosis include:
potentially variable thresholds for each process
molecular links that coordinately regulate apoptosis and
Genome
Autophagy in Life and Death Decisions of
the Cell
1. Autophagy Defends against Metabolic Stress
Autophagy is activated as an
adaptive catabolic process in response to different forms of metabolic stress:
2.
3.
之融合形成自噬溶酶体(autolysosome), 并降解
其内成分，自噬体膜脱落再循环利用
自噬的分类
微自噬: 包绕底物的是自身发生内陷的溶酶
体膜 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 CMA: 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
型程序性死亡（凋亡——Ⅰ型程序性死亡）
Determination of lifespan
Preventing certain types of disease:
contribute to some pathologies
近年来由于酵母自噬突变株的产生，使自噬分子
基础的研究有很大的进展
Autophagy
自噬的生理学意义
自噬在生理过程的作用：
参与发育和分化过程中机体的重新构建
(remomding) 营养缺乏时产生氨基酸 清除不需要的、损伤的细胞器与分子
细胞自噬的分子机制
1. 参与自噬体形成的两个泛素样蛋白系统： 分别由Atg3、Atg5、Atg7、Atg10、Atg12和 LC3参与组成 Atg12 首先由E1 酶 Atg7 活化，之后转运至 E2
Autophagy and Muscle Disease
Autophagy and Cardiac Disease Autophagy and Cancer Autophagy and Aging Autophagy in Infection, Immunity, and
Inlammatory Diseases
细胞自噬的分子机制
2. Ⅲ型磷脂酰肌醇三磷酸激酶（ClassⅢPI3K）
PI3 kinase type III, which includes Atg6
in its complex, promotes the nucleation of autophagic vesicles.
自噬的生理和病理意义
The precise mechanisms are unclear
4. Autophagy in Life and Death Decisions of the Cell
Autophagy can independently inluence life and
death decisions of the cell (by being cytoprotective or selfdestructive), it is also intricately linked to apoptotic death pathways