自噬与肿瘤

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虽然在某些情况下自噬作用可以诱导肿瘤 细胞的死亡,但在另外一些情况下,自噬可以 缓解细胞所遭受的一些刺激(如营养或能量供 应不求),对细胞的存活起到支撑作用。
自噬对肿瘤发展的促进作用具体体现在 以下几个方面:①自噬为肿瘤细胞提供保护并 促进其存活:Kasper等在研究低氧调节诱导自 噬基因MAP1LC3B和ATG时,非折叠蛋白反 应(UPR)对癌细胞保护作用也表明自噬在 缺氧的微环境中起到保护癌细胞的作用[10]。在 Ras基因被激活的肿瘤如人类胰腺癌中,肿瘤 细胞依赖于上调自噬的方式存活生长。②自噬 抑制细胞凋亡:在etoposide处理过的野生型小 鼠胚胎纤维母细胞(MEFs)中,仅仅发现很 低的自噬活性。Kang等在研究胰腺癌的AGER 时发现,AGER通过自噬途径提高生产率,限 制细胞凋亡[11]。③自噬增强肿瘤细胞对化疗、 放疗或其他疗法的耐受性:当接触化疗或放疗 后,肿瘤细胞会产生大量受损细胞器、蛋白质 等有害成分,而此时提高自噬活性可及时清除 这些有害物质,并提供应急的代谢物和能量为 修复受损细胞器赢得时间和条件,从而保护肿 瘤细胞免于发生凋亡性细胞死亡,以维持癌 细胞的持续增殖。在抗癌药Bortezomib诱导乳 腺癌MCF-7细胞死亡时,自噬活性的增高使 MCF-7细胞对Bortezomib产生耐药性[12]。 小结
自噬依据大自噬、小自噬以及CMA有三 种不同的形成过程。大自噬的发生过程可人为 地分为四个阶段:①分隔膜的形成:在应激状 态下,有双层膜的杯状分隔膜开始在被降解物 的周围形成。②自噬体的形成:随着分隔膜逐 渐延伸,将要被降解的胞浆成分完全包绕隔离 形成自噬体。③自噬体的运输、融合:自噬体 形成后,通过细胞骨架微管网络系统将其包裹 物运输到溶酶体与溶酶体融合形成自噬溶酶 体。④自噬体的降解:自噬体融合后最终被溶 酶体中的水解酶溶解,降解产物在细胞内再循 环利用。小自噬是指通过溶酶体膜自身变形, 直接摄取胞浆中的货物的过程。而CMA的具 体过程为:首先由胞浆中的分子伴侣如热休克 蛋白70(HSP70)识别靶蛋白分子的特定5肽 序列(KFERO),然后分子伴侣-靶复合物与 溶酶体膜上的受体识别、结合,最终转运到溶 酶体内降解[1]。三者最显著的区别在于,只有 在大自噬中才有自噬体的形成。 3 自噬的生理功能
DOBaidu Nhomakorabea:10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.067
自噬与肿瘤
高雅1 邢皓1 于爱鸣2 1.中国医科大学,辽宁 沈阳 110002 2.中国医科大学生物化学教研室,辽宁 沈阳 110002
摘要 自噬作为一种细胞防御和应激调控的机制,目 前成为癌症研究领域的又一热点。在不同种类 的肿瘤以及肿瘤发生发展的不同阶段,自噬有 抑制和促进两种对立的影响。自噬异常与恶性 肿瘤的能量代谢、细胞死亡、炎症反应以及对 肿瘤治疗的耐药性等方面都有密切的联系。全 面正确地了解自噬可为肿瘤治疗提供一个崭新 的思路。 关键词 自噬;肿瘤;凋亡;抗肿瘤 Abstract Autophagy as a cellular defense and stress regulation mechanism, has become another hot spot in the field of cancer research. In different stages and types of tumor, autophagy plays two opposing roles: inhibition and promotion. Abnormal autophagy is closely linked with the energy metabolism, cell death, inflammatory response and treatment resistance of malignant tumor. Comprehensive understanding of autophagy can provide a new idea for cancer treatment. Keywords autophagy; tumor; apoptosis; anticancer
自噬有两种不同的分类方法: ① 根据细胞内货物运送到溶酶体腔内 方式的不同,可分为三种主要方式: 大自噬(macroautophagy)、小自噬 (microautophagy)和分子伴侣介导的自噬 (chaperone-mediated autophagy,CMA)。
② 根据自噬对降解底物的选择性将自噬分为 两类:选择性和非选择性自噬。至今研究最多 的是大自噬的分子机制和生理作用,其具有的 自噬发展过程迅速,批量降解,可诱导等特性 有利于细胞快速适应恶劣环境。若无特殊说 明,通常所指的自噬指大自噬。 2 自噬的基本形成过程
中国科技信息2012年第14期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jul.2012
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自噬功能具有双重性:一方面,自噬可以 应对如营养匮乏、生长因子耗竭和低氧或缺氧 等代谢应激;是细胞的“管家”,能清除有缺 陷的蛋白质或细胞器,防止异常蛋白积聚并清 除细胞内的病原体;也可能是基因组的“监护 者”。因此,自噬对于对抗衰老、癌变、神经 退行性病变、感染等皆有重要意义[2]。另一方 面,自噬的过度活跃则会形成自噬应激,损伤 细胞器,促进自噬性细胞死亡或通过激活凋亡 /坏死通路诱导细胞死亡。近期研究表明,自 噬参与了HIV感染过程中大量CD4+T淋巴细胞 包括未感染的T细胞的凋亡现象[3]。 4 自噬对肿瘤的双重作用
自噬在肿瘤发展的不同阶段具有不同的 影响作用。在肿瘤形成的早期,自噬抑制肿瘤 发生;而在肿瘤生长的后期,自噬促进肿瘤发 展。而从某种意义上讲,无论对于何种类型的 细胞,自噬都可以看做是一种细胞的防御应激 机制:一方面,自噬能够保护正常细胞,防止
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现代服务
Modern Service
6.1学习共享空间与学科化服务 目前 大学图书馆正置身于网络环境之中,网络给 图书馆发展带来了机遇,为图书馆学科化信 息服务提供了有利条件。从基于文献、基于 物理图书馆的服务到基于知识、基于用户的 服务,是图书馆服务的重大转型与变革。信 息环境和用户需求与行为的变化,迫使图书 馆必须重新审视存在与发展的基点,重新定 位自己的目标与功能,重新确立自身的价值 与任务。环境变了,用户的需求变了,图书 馆的服务必须动态地适应和改变。这是用户 的需要,也是图书馆服务的必然选择。上海 大学正以建设研究型大学为目标,高度重视 学科建设,图书馆地位越来越重要,积极探 索研究型大学环境下的图书馆学科化信息服 务可以拓展学科化服务空间与渠道,为学校 的教学和科研建设服务;提升图书馆的服务 水平,为用户排忧解难,为学校发展、为学 科建设等提供文献保障服务。
自噬与众多疾病的发生存在着密切关系。 其中,恶性肿瘤是最早被发现与自噬有关的疾 病之一。自噬在肿瘤发生发展的不同阶段有着 不同的影响。 5 自噬对肿瘤的抑制作用及其机制
现已初步明确,抑制自噬与肿瘤的发生 存在一定的联系和相关性。研究表明,自噬异 常会导致受损的蛋白质和功能异常的细胞器 (如线粒体)的累积,并诱导细胞应激反应。 衰老和受损的蛋白质和细胞器是产生反应活性 氧簇(ROS)的潜在来源,ROS可引起基因组 损伤,导致染色体的不稳定性,最终导致肿瘤 的发生。在化学致癌物诱发的肝癌细胞中, 在癌变前期的肝结节中出现了自噬能力下降 的现象,并且从肝结节和肝癌组织分离得到的 自噬泡中溶酶体酶类活性明显降低[4]。人类乳 腺癌、卵巢癌以及前列腺癌中都发现,作为自 噬所必需的基因BECN1和Becn1(+/-)的缺失 [5]。而化疗药物及放疗处理中自噬能被激活, 从而诱导哺乳动物组织和肿瘤细胞发生自噬 性细胞死亡。如Chun等研究的紫杉醇及长春
碱(抗微管药物)对凋亡不敏感的胃癌细胞系 SGC7901、BGC823的死亡机制中发现,紫杉 醇和长春碱可以诱导胃癌细胞系自噬及自噬性 细胞死亡[6];抗雌激素药他莫西芬以雌二醇受 体为靶点,也可诱导乳腺癌细胞MCF-7发生 自噬性细胞死亡[7]。
自噬在肿瘤发生过程中的抑制作用主要 体现在以下几个方面:①降解、清除功能紊乱 的细胞器:线粒体自噬(mitophagy)是自噬 作用的最重要体现之一。现在普遍认为,自噬 是唯一能在细胞内吞没像线粒体这样大的细胞 器并且运送到溶酶体的机制。因此,若线粒体 发生异常,膜通透性增加,产生大量ROS,将 激活自噬来清除受损的线粒体,从而达到抑制 肿瘤的作用。②诱导非凋亡性细胞死亡:近期 相关研究提供了遗传学证据,证明自噬途径可 以杀死细胞。人们发现,针对自噬基因Atg7和 Beclin1的RNA干扰,能有效阻止caspase抑制 剂zVAD诱导的小鼠L929细胞死亡。而针对自 噬基因Atg5的RNA干扰能阻止etoposide(依托 泊苷)诱导的bax-/-、bak-/-小鼠胚胎纤 维母细胞(MEFs)死亡[8]。某些肿瘤细胞由于 在凋亡通路上存在着一些特异基因的突变,不 能发生凋亡形式的程序性细胞死亡,却仍可通 过自噬途径得到清除。③抑制炎症反应:自噬 缺陷的一个直接后果是在应激压力下癌细胞的 长期慢性死亡。从坏死细胞中释放的核苷酸可 以通过激活Toll样受体来促进炎症的发生。这 些死亡相关的分子模式(DAMPs)的存在为 组织损伤和炎症起着信号转导的作用。因此, 如果组织损伤没有得到修复,肿瘤就会趁虚而 入。④防止染色体不稳定性:现已知Beclin1等 位基因的缺失与染色体的增加或缺失有关[9]。 因此,自噬能限制染色体不稳定性进而抑制肿 瘤发展。 6 自噬对肿瘤的促进作用及其机制
自噬存在于多种多样的生理学和病理生 理学过程。其中,恶性肿瘤是最早被发现的与 自噬有关的疾病之一。近年来,随着研究的不 断深入,自噬在肿瘤发生与发展中的作用引起 人们的广泛关注,成为癌症研究领域的一个热 点。肿瘤细胞的自噬是一把双刃剑:一方面, 自噬可以清除肿瘤细胞内折叠异常的蛋白和功 能异常的细胞器例如线粒体,抑制细胞应激反 应,最终防止基因组损伤从而抑制癌症发生。 另一方面,在肿瘤生长的后期,肿瘤细胞可利 用自噬作用使自身在营养缺乏和低氧或缺氧的 状况下得以存活。此外,自噬也可以保护肿瘤 细胞对抗一些抗癌疗法,并可以通过清除受损 细胞器而阻止细胞凋亡。因此,在肿瘤发生发 展的不同阶段,自噬对肿瘤细胞有不同的影响 作用。充分认识自噬在肿瘤中的确切作用和功 能,对于正确指导癌症的治疗与预防具有重要 意义。 1 自噬的生物学特征
自噬(autophagy)是细胞在饥饿、能量 缺乏等代谢应激状态下的一种分解代谢过程。 细胞可以通过自噬消除,降解受损、衰老和失 去功能的细胞、细胞器及变性的蛋白等大分 子,为细胞提供循环能量。自噬作用的大大增 强,表现为胞质中迅速涌现大量自噬体,这一 现象被称为“自噬潮”(autophagic flux),广 泛用于自噬形成的检测。自噬潮为细胞提供度 过危机的能量。然而,过多或过少的自噬潮则 危害细胞。
6.2以学习共享空间为基地具体开展学 科服务 学习共享空间作为图书馆服务探 索与发展的重要产物,其理念所包含的服务 思想,其实体所展示的服务空间,其内容所 聚集的资源布局等对于图书馆开展学科服务 创造了有利条件,图书馆如何充分利用学习 共享空间以更好地开展学科服务成为图书馆 馆员需要研究的重要课题。因此,我们可以 以学习共享空间为基地,通过开展多方位、 多角度、多渠道的信息推送活动,全方位开 展学科服务,满足学科需求,提升图书馆服 务水准。
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