细胞自噬B.ppt
细胞自噬胞自噬B细胞的死亡形式：细胞的死亡形式：死亡是所有细胞的最终命运死亡是所有细胞的最终命运l非程序性细胞死亡(坏死)l程序性细胞死亡（PCD)包括：凋亡(apoptosis)、自噬(autophagy)、有丝分裂灾变(mitoticcatastrophe)、胀亡(oncosis)、衰老性细胞死亡(senescence)、副凋亡(paraptosis)、细胞焦亡(pyroptosis)、铁死亡(ferroptosis)、坏死性凋亡(necroptosis)2l坏死坏死(necrosis）是以酶溶性变化为特点的活体内局部组是以酶溶性变化为特点的活体内局部组织细胞的死亡织细胞的死亡。刺激强烈，被动死亡！刺激强烈，被动死亡！近期的研究表明，细胞坏死可能是细胞“程序性死亡”的另一种形式，具有包括引发炎症反应在内的重要生理功能。当细胞凋亡不能正常发生而细胞必须死亡时，坏死作为凋亡的“替补”方式被采用。3l细胞凋亡（细胞凋亡（apoptosis)apoptosis)一般是指机体细胞在发育过程中或在一般是指机体细胞在发育过程中或在某些因素作用下，通过细胞内基因及其产某些因素作用下，通过细胞内基因及其产物的调控而发生的一种程序性细胞死亡物的调控而发生的一种程序性细胞死亡(programmed cell death)(programmed cell death)。刺激较为强烈，主动死亡！刺激较为强烈，主动死亡！一般表现为单个细胞的死亡，且不伴有炎症反应。细胞凋亡是一种主动过程，是为了更好的适应生存环境而主动的死亡现象。42023/2/28l有丝分裂灾变有丝分裂灾变(mitotic catastrophe)又称有丝分裂细胞死亡又称有丝分裂细胞死亡(mitotic cell death)，是指，是指DNA发生损伤导致细胞无法进行发生损伤导致细胞无法进行完全分裂从而导致四倍体或者多倍体的现象。完全分裂从而导致四倍体或者多倍体的现象。6l胀亡（胀亡（oncosisoncosis）机体在一定的生理或病理条件下会机体在一定的生理或病理条件下会发生肿胀样细胞死亡发生肿胀样细胞死亡,命名为胀亡。命名为胀亡。胀亡早期表现为细胞肿胀、线粒体圆胀、内质网膨胀、浆膜形成突起即起泡。起泡是ATP 耗竭的后果。与凋亡不同的是以细胞核溶解方式导致死亡细胞核溶解方式导致死亡。也称程序性细胞坏死。7l胀亡的机制可能是膜离子通道失控导致钠离子大量涌入，细胞肿胀最终死亡。l共同的信号通路可能与caspase通路有关。8l衰老性细胞死亡衰老性细胞死亡(Senescence(Senescence cellular aging)cellular aging)cell senescence(cell senescence(细胞衰老细胞衰老)是机体在退化时期生理功能下降和紊是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现乱的综合表现,是不可逆的生命过程。是不可逆的生命过程。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。细胞衰老是客观存在的，同新陈代谢一样,细胞衰老是细胞生命活动的客观规律。9细胞焦亡（细胞焦亡（Pyroptosis Pyroptosis）是近年来发现并证实的一种新的程序性细胞死亡方式,其特征为依赖于半胱天冬酶其特征为依赖于半胱天冬酶-1-1(caspase-1),(caspase-1),并伴有大量促炎症因子的释放。并伴有大量促炎症因子的释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。研究表明,细胞焦亡广泛参与感染性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样硬化性疾病等的发生发展。10 型程序性细胞死亡中的典型代表，描述这种形型程序性细胞死亡中的典型代表，描述这种形式程序性细胞死亡方式的称谓还有式程序性细胞死亡方式的称谓还有“非溶酶体形式的非溶酶体形式的空泡性细胞死亡空泡性细胞死亡”(Non-lysosomal vesiculate)、“细胞细胞质死亡质死亡”(Cytoplasmic death)、“3B型死亡型死亡”(Type 3B death)等等。等等。其典型特征是由线粒体和内质网肿胀造成的胞浆空泡化。与坏死不同的是，副凋亡并不出现细胞膜的破坏。副凋亡（副凋亡（ParaptosisParaptosis）11铁死亡（铁死亡（ferroptosisferroptosis）最近发现的一种调节性坏死形式，Ferroptosis 是近年来发现的一种由铁依赖的氧化由铁依赖的氧化损伤引起的细胞死亡模式。损伤引起的细胞死亡模式。与凋亡、坏死、自噬不同。这一死亡过程的标这一死亡过程的标志为细胞质和脂质活性氧增多、线粒体变小以及线志为细胞质和脂质活性氧增多、线粒体变小以及线粒体膜密度较大。粒体膜密度较大。12l坏死也可以作为一种程序性死亡途径。l具有坏死样表征的细胞死亡有助于维持胚胎发育和成年组织内环境稳态;l坏死样细胞死亡可以通过配体结合到其特异性膜受体而被诱导产生;l坏死可以被遗传、表观遗传以及药理学的因素调控;lcaspase的失活可使凋亡转变为具有凋亡样和坏死样混合特征的细胞死亡或者完全性坏死坏死性凋亡（坏死性凋亡（Necroptosis Necroptosis）13l自噬（自噬（autophagy）是继凋亡（）是继凋亡（apoptosis）后，）后，当前生命科学最热的研究领域。当前生命科学最热的研究领域。14比利时科学家 ChristiandeDuve在上世纪 50年代通过电镜观察到自噬体（autophagosome）结构，并且在 1963年溶酶体国际会议（CIBAFoundationSymposiumonLysosomes）上首先提出了“自 噬”这种说法。因此ChristiandeDuve被公认为自噬研究的鼻祖。ChristiandeDuve也 因 发 现 溶 酶 体，于 1974年 获 得 诺 贝 尔 奖。15自噬的定义自噬的定义 自噬（自噬（autophagy）是细胞内的一种）是细胞内的一种“自食自食（Self-eating）”的现象的现象。是普遍存在于大部分真核细胞中的一种现象是普遍存在于大部分真核细胞中的一种现象,是是溶酶体对自身结构的吞噬降解溶酶体对自身结构的吞噬降解,它是细胞内的再循环它是细胞内的再循环系统系统(recycling system)。16 自噬是指膜（大部分表现为双层膜，有时多自噬是指膜（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（器、蛋白质等形成自噬体（autophagosomeautophagosome），），并与内涵体（并与内涵体（endosomeendosome）形成所谓的自噬内涵体）形成所谓的自噬内涵体（amphisomesamphisomes），最后与溶酶体融合形成自噬溶），最后与溶酶体融合形成自噬溶酶体（酶体（autophagolysosomeautophagolysosome），降解其所包裹的），降解其所包裹的内容物，以实现细胞稳态和细胞器的更新。内容物，以实现细胞稳态和细胞器的更新。17目前普遍认为自噬是一种防御和应激调控机防御和应激调控机制制。细胞可以通过自噬和溶酶体，消除、降解和消除、降解和消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞、细胞消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞、细胞器和变性蛋白质与核酸等生物大分子器和变性蛋白质与核酸等生物大分子。为细胞的重建、再生和修复提供必须原料，实现细胞的再循环和再利用。它既是体内的“垃圾处理厂”，也是“废品回收站”；它既可以抵御病原体的入既可以抵御病原体的入侵，又可保卫细胞免受细胞内毒物的损伤侵，又可保卫细胞免受细胞内毒物的损伤。因此一般说来，凋亡是程序化细胞死亡，自噬是程序化细胞存活。18自噬过程自噬过程l第一步：细胞接受自噬诱导信号后，在胞浆的某处形成一个小的类似“脂质体”样的膜结构，然后不断扩张，但它并不呈球形，而是扁平的，就像一个由2层脂质双层组成的碗脂质双层组成的碗，可在电镜下观察到，被称为PhagophorePhagophore（自噬泡）（自噬泡），是自噬发生的铁证之一。19l第二步 Phagophore不断延伸，将胞浆中的任何成分，包括细胞器，全部揽入“碗”中，然后“收口”，成为密闭的球状的autophagosomeautophagosome（自噬体）。（自噬体）。电镜下观察到自噬体是自噬发生的铁证之二。2 2个特征个特征：一是双层膜，二是内含胞浆成分，如线粒体、内质网碎片等。20l第三步 autophagosome形成后，可可与细胞内吞的吞噬泡、吞饮泡和内涵体（endosome）形成所谓的自自噬内涵体（噬内涵体（amphisomesamphisomes），），最后与溶酶体融合形成自噬溶酶体（自噬溶酶体（autophagolysosomeautophagolysosome）。）。期间自噬体的内膜被溶酶体酶降解，2者的内容物合为一体，自噬体中的“货物”也被降解，产物（氨基酸、脂肪酸等）被输送到胞浆中，供细胞重新利用，而残渣或被排出细胞外或滞留在胞浆中。212223自噬分类自噬分类l大自噬（大自噬（macroautophagymacroautophagy）：）：细胞浆中可溶性蛋白和变性坏死的细胞器被非溶酶体非溶酶体来源的双层膜结构所包裹，即自噬泡(phagophore)，并由自噬泡将其携带到溶酶体中降解加工；l小自噬小自噬(microautophagy)(microautophagy)：溶酶体：溶酶体的膜直接包裹长寿命蛋白等，并在溶酶体内降解；l分子伴侣介导的自噬（分子伴侣介导的自噬（chaperone-mediated autophagy,CMAchaperone-mediated autophagy,CMA）：）：胞质内蛋白结合到分子伴侣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。2425自噬的发生自噬的发生l细胞正常情况下很少发生自噬，除非有诱发因素的存在。l这些诱发因素很多，也是研究的热门。既有来自于细胞细胞外外的（如外界中的营养成分、缺血缺氧、生长因子营养成分、缺血缺氧、生长因子的浓度等），也有细胞内细胞内的（代谢压力、衰老或破损的细胞代谢压力、衰老或破损的细胞器、折叠错误或聚集的蛋白质器、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。26自噬体的发生自噬体的发生 当beclin-1被活化后，胞浆中先形成很多个membrane source（自噬体膜发生中心），在它们不断扩展的过程中（phagophore到autolysosome），VMP1蛋白由内质网和高尔基体转位到自噬体膜上（又叫TMEM49，已知唯一与自噬有关的跨膜蛋白），同时，MAP1-LC3由胞浆型（即LC3-I）转位到自噬体膜（即LC3-II），LC3这一转变过程可被Western Blot和荧光显微镜检测到，现已成为监测自噬体形成的推荐方法。2023/2/28l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。l批量降解：这是与泛素化蛋白酶体系统（UPS)降解途径的显著区别 28自噬的调控自噬的调控抑制类抑制类1）Class I PI3K pathway（PIphosphatidylinositol，磷脂酰肌醇）与IRS(Insulinreceptorsubstrate)结合，接受胰岛素受体传来的信号（血糖水平高抑制自噬）2）mTOR pathway（mammaliantargetofrapamycin）mTOR是一个丝/苏氨酸蛋白激酶。能接受多种上游信号，如ClassIPI3K、IGF-1/2、MAPK，能感受营养和能量的变化。激活类激活类1）Class III PI3K pathway结构上类似于ClassIPI3K，但作用相反。2930l自噬基因（autophagy-relatedgene，ATG）的克隆始于酵母（yeast）。第一个酵母自噬基因（ATG）于1997年被日本科学家YoshinoriOhsumi小组克隆，命名为Atg1，文章发表在Gene上。第一个哺乳动物自噬基因于1998年被美国科学家BethLevine小组克隆，命名为Beclin1，发表在JVirol。3132lBeth Levine 博士，首先克隆了第一个哺乳动物自噬基因Beclin 1，有可能获诺贝尔奖；美国德克萨斯大学西南医学中心自噬研究部门负责人、内科学及微生物学系教授，1999年，她发现了第一个与乳腺癌抑制因子相关的哺乳动物自噬基因beclin1，这是科学家们首次发现与人类基因相关的自噬基因。33自噬相关信号通路自噬相关信号通路lmTOR信号转导通路信号转导通路mTOR可对细胞外包括生长因子、胰岛素、营养素、氨基酸、葡萄糖等多种刺激产生应答。它主要通过PI3K/Akt/mTOR途径来实现对细胞生长、细胞周期等多种生理功能的调控作用。正常情况下，结节性脑硬化复合物-1(TSC-1)和TSC-2形成二聚体复合物，是小GTP酶Rheb(Ras-homologenrichedinbrain)的抑制剂，而Rheb是mTOR活化所必需的刺激蛋白，因此TSC-1/TSC-2在正常情况下抑制mTOR的功能。34当Akt活化后，它可磷酸化TSC-2的Ser939和Thr1462，抑制了TSC-1/TSC-2复合物的形成，从而解除了对Rheb的抑制作用，使得mTOR被激活。活化的mTOR通过磷酸化蛋白翻译过程中的某些因子来参与多项细胞功能，其中最主要的是4EBP1和P70S6K。35mTOR是调节细胞生长、增殖、运动、是调节细胞生长、增殖、运动、存活和自噬等上游信号转导通路的汇合点。存活和自噬等上游信号转导通路的汇合点。mTOR存在两种不同的复合物形式，分别为对雷帕霉素敏感的mTOR复合物mTORC1和不敏感的mTORC2，前者主要调节细胞生长、细胞凋亡、能量代谢和细胞自噬，后者主要与细胞骨架重组和细胞存活有关。36胰岛素样生长因子(IGF)和表皮生长因子(EGF)可活化mTOR，负调控自噬发生，这种作用主要经由PI3KAkt信号转导通路实现，涉及的因子有3磷酸肌醇依赖性蛋白激酶(PDK1)、Ras同源类似物(Rheb)、磷酸酯酶与张力蛋白同源物(PTEN)、结节性脑硬化复合物(TSC2)等。37在能量供应不足的情况下，Rag、丝裂原活化蛋白激酶激酶(MEK)-胞外信号调节激酶(ERK)、丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(LKB1)一AMPK等信号转导分子均可直接或间接作用于mTOR，发挥调控自噬的作用。38lPI3KAkt信号转导通路信号转导通路PI3KAkt通路是广泛存在于细胞内重要的生存信号转导通路之一，其激活与细胞增殖、分化、凋亡、自噬密切相关。关键分子主要包括PI3K、PTEN、Akt和mTOR。型P13K激活可抑制细胞自噬;型PI3K与自噬关系不大;型PI3K激活可促进细胞自噬。39Akt是PI3KAkt信号转导通路下游的关键分子，激活后磷酸化的Akt可影响下游多种效应分子活性，还能磷酸化细胞周期调控因子p27，而p27可作用于细胞周期蛋白(cyclin)cyclin激酶(CDK)，从而激活CDK活性，促进细胞增殖。40l饥饿、缺氧、压力等应激条件均会引起PBK下游Akt活化减少，使细胞周期停滞，从而抑制细胞增殖，诱导细胞自噬，直至细胞死亡。IGF-I、Ras可直接作用于型PI3K，加强下游Akt活化，促进细胞增殖。l与之相反，抑癌基因PTEN却能抑制Akt活化，减少cyclin E-CDK2复合物形成，使细胞阻滞于G1期，负性调节PI3KAkt信号转导通路，抑制细胞增殖并促进细胞自噬。41自噬的研究方法自噬的研究方法 正常培养的细胞自噬活性很低，不适于观察，因此，必须对自噬进行人工干预和调节。自噬诱导剂自噬诱导剂BredeldinA/Thapsigargin/Tunicamycin：模拟内质网应激Carbamazepine/L-690，330/LithiumChloride（氯化锂）：IMPase抑制剂（Inositolmonophosphatase，肌醇单磷酸酶）Earles平衡盐溶液：制造饥饿;N-Acetyl-D-sphingosine（C2-ceramide）：ClassIPI3KPathway抑制剂；Rapamycin：mTOR抑制剂；XestosponginB/C：IP3R阻滞剂42自噬抑制剂自噬抑制剂 3-Methyladenine（3-MA）：（ClassIIIPI3K）hVps34抑制剂BafilomycinA1：质子泵抑制剂Hydroxychloroquine（羟氯喹）：抑制自噬体与溶酶体的融合4344检测方法检测方法l形态学检测：形态学检测：电子显微镜，电子显微镜，AOAO染色染色,MDC,MDC染色染色AO 是一种具有细胞渗透性的荧光染色方法，可以染色DNA 和胞质为亮绿色。AO 也可以渗透进入酸性细胞器，例如自噬溶酶体，当pH 值较低的时候，AO 发出红色荧光，且强度与酸性程度相关。所以在AO 标记的细胞中，酸性囊泡细胞器结构可以通过流式细胞仪或者在荧光显微镜下观察到。MDC 染色也是一种常用的酸性细胞器标记技术。45phagophore的特征为：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（自噬体（AV1AV1）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（自噬溶酶体（AV2AV2）的特征为：单层膜，胞浆成分已降解。（autophagicvacuole，AV）。46l细胞免疫荧光细胞免疫荧光GFP-LC3GFP-LC3标记标记无自噬时，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。4748lWestern blot Western blot 检测检测自噬形成时，胞浆型LC3（即LC3-I）会酶解掉一小段多肽，转变为（自噬体）膜型（即LC3-II），因此，LC3-II/I比值的大小可估计自噬水平的高低。49lCellTrackerTMGreen染色lLysoTrackerTM探针lMitoTracker探针：特异性显示活的线粒体lLamp-2：溶酶体膜蛋白，可用于监测自噬体与溶酶体融合Guidelinesfortheuseandinterpretationofassaysformonitoringautophagyinhighereukaryotes，Autophagy，2008，4（2）：151-175;50自噬的研究热点自噬的研究热点l自噬体膜的来源问题；l细胞器自噬，特别是线粒体自噬（mitophagy）；lBeclin 1复合物的形成和调控蛋白以及mTOR信号通路在自噬中的作用；l自噬过程本身的机制研究（比如捕获胞浆成分的特异性问题、自噬相关蛋白的转位及组装）；l自噬与细胞存活、死亡的关系。51自噬与细胞死亡自噬与细胞死亡细胞死亡前胞浆中存在大量的自噬体或自噬溶酶体，但这样的细胞缺乏凋亡的典型特点，如核固缩（pyknosis）,核破裂（karyorhexis）、细胞皱缩（shrinkage）、没有凋亡小体的形成等，被称为自噬样细胞死亡（autophagiccelldeath，ACD），它是一种新的细胞程序性死亡。52自噬是否是细胞死亡的直接原因目前还存在很大的争议。到底是Cell death by autophagy（自噬引起死亡）还是Cell death with autophagy（死亡时有自噬发生，但不是直接原因）？53由于在形态学上2者无明显区别，但通过阻断自噬，观察细胞的结局可区分开来：Cell death by autophagy Cell death by autophagy 细胞存活，细胞存活，Cell death with autophagy Cell death with autophagy 细胞死亡。细胞死亡。54自噬与疾病自噬与疾病自噬在机体的免疫、感染、炎症、肿瘤、心血管病、神经退行性病的发病中具有十分重要的作用。目前研究最热的三类疾病是肿瘤、神经退肿瘤、神经退行性疾病和免疫性疾病。行性疾病和免疫性疾病。55细胞自噬与疾病的关系目前的研究尚未阐明，与疾病的遏制与促进疾病的发生呈现双重性。一方面，某些情况下细胞自噬帮助防止或者阻遏疾病的进程；另外一方面，细胞自噬促进疾病的发生。56细胞自噬与神经退行性疾病细胞自噬与神经退行性疾病l神经退行性疾病共同病理特征是神经元内存在易聚集蛋白，如突变的-突触核蛋白(-synuclein)、淀粉样前体蛋白、Tau蛋白、Huntingtin蛋白等，它们对神经元产生毒性作用，最终导致神经元的死亡而出现相应的临床症状。l正常情况下，UPS 和CMA负责降解细胞内的可溶性蛋白成分；l疾病代偿期，UPS和CMA功能下降，神经细胞内异常蛋白形成复合体堆积；而大自噬激活后可以清除变性的蛋白复合体；l疾病失代偿期，UPS,CMA和大自噬功能下降，异常蛋白和自噬泡堆积和增多。57l在AD病人的脑中，大量-淀粉样蛋白在AV中堆积，说明细胞自噬与该病的发病机理有关。lAD病人脑细胞中Beclin1表达水平降低,这可能影响自噬体的形成。lAD疾病模型的转基因小鼠中提高Beclin1的表达会减少-淀粉样蛋白的形成。l最近研究发现Atg7基因缺失与神经元中磷酸化的Tau蛋白堆积、神经退行性病变有重要关系。刺激mTOR非依赖性细胞自噬能避免tau突变的转基因小鼠出现神经退化现象。58l细胞自噬与PD发病机理之间的关联体现在PINK1蛋白。正常的PINK1蛋白与Beclinl相互作用，是细胞自噬的正调控因子，过表达PINK1显著提高基础和饥饿诱导的细胞自噬水平。而突变体的PINK1蛋白显著降低细胞自噬的能力。l在小鼠脑黑质致密区、中脑和后脑部分区域条件性敲除多巴胺神经元细胞中Atg7基因，小鼠表现出帕金森氏症特征，如脑细胞中出现-Synuclein的聚集体和泛素化蛋白聚集体，多巴胺能神经元丧失等。l与PD相关的关键蛋白是Parkin蛋白，Parkin蛋白具有泛素连接酶E3的作用，它与PINK1相互作用启动细胞自噬途径，清除失去功能的线粒体。59疾病早期，被激活的细胞自噬行为能清激活的细胞自噬行为能清除这些变性蛋白除这些变性蛋白；但随着病情的发展，当变性蛋白的积累速率超过自噬的清除能力，就会引起自噬的过度激活，发生自噬性细胞死自噬的过度激活，发生自噬性细胞死亡，加重病情发展亡，加重病情发展。60细胞自噬与肿瘤细胞自噬与肿瘤l细胞自噬在肿瘤的作用争论最大，是一把双刃剑。主要表主要表现自噬基因敲除的动物自发肿瘤增多；相反自噬基因敲除现自噬基因敲除的动物自发肿瘤增多；相反自噬基因敲除后，增加了化疗、放疗、免疫治疗的敏感性。后，增加了化疗、放疗、免疫治疗的敏感性。l在肿瘤恶性病变中，癌细胞是正常机体中的异质细胞，其在肿瘤恶性病变中，癌细胞是正常机体中的异质细胞，其中的某些基因受环境的改变或抗癌药物的诱导可激活细胞中的某些基因受环境的改变或抗癌药物的诱导可激活细胞自噬，抑制癌细胞的增殖。但在肿瘤发生初期，由于癌前自噬，抑制癌细胞的增殖。但在肿瘤发生初期，由于癌前细胞的快速增长，会造成营养和氧气供应不足，细胞自噬细胞的快速增长，会造成营养和氧气供应不足，细胞自噬作用可通过降解大分子或细胞器给肿瘤细胞补充营养，从作用可通过降解大分子或细胞器给肿瘤细胞补充营养，从而使肿瘤细胞存活和增殖。而使肿瘤细胞存活和增殖。61自噬与肿瘤的发生l细胞癌变前自噬的诱发：细胞癌变前自噬的诱发：癌变前的细胞通常经受环境压力，这些压力会影响细胞器功能或遗传物质稳定性，并进一步导致细胞代谢紊乱。细胞内大量代谢废物聚集或能量的缺乏激活自噬相关基因启动自噬。自噬有利！自噬有利！62l自噬抑制肿瘤的发生：自噬抑制肿瘤的发生：自噬是维持细胞内稳态的一个重要机制。自噬缺陷的细胞存在促癌蛋白p62SQSTM、内质网分子伴侣和线粒体损伤的累积以及活性氧(ROS）的增多，这些改变会破坏细胞内环境的稳定，促使细胞的结构和功能受损，并进一步导致DNA损伤突变，最终导致肿瘤发生。自噬能清除这些细胞内的代谢废物、长寿命蛋白及受损的细胞器。避免细胞内毒性物质如ROS、p62等的积累，从而稳定细胞内环境，抑制细胞癌变。部分自噬相关蛋白体现抑制肿瘤发生的作用。如Beclin1。自噬有利！自噬有利！63自噬与肿瘤的发展l肿瘤发展中诱发自噬：肿瘤发展中诱发自噬：肿瘤细胞的增殖速度远远超过血管的生成速度，氧气和营养的缺乏成为实体瘤的基本病理特征。低糖可导致内质网功能紊乱并释放大量Ca2+到胞质，进一步导致内质网内大量蛋白质的异常折叠，细胞通过激活分子伴侣、翻译衰退和自噬相关的降解途径来处理这些异常蛋白质。当ATPAMP降低时，AMPK被激活，进而磷酸化激活TSC12，激活的TSC12能抑制mTOR，最终启动自噬为细胞提供能量。缺氧也可通过激活AMPK通路诱导自噬发生。缺氧下肿瘤细胞主要通过无氧酵解供能，同时产生大量ROS，升高的ROS也可诱发自噬。64l自噬促进肿瘤发展：自噬促进肿瘤发展：肿瘤在发展过程中，肿瘤细胞通过上调自噬来应对环境中的各种压力，从而促进肿瘤的生存和发展。自噬通过为肿瘤细胞提供能量，抑制肿瘤细胞凋亡而促进肿瘤的转移。自噬有害！自噬有害！65自噬与肿瘤的治疗l肿瘤治疗时自噬的诱发，自噬降低了肿瘤的治疗效果肿瘤治疗时自噬的诱发，自噬降低了肿瘤的治疗效果 放疗和化疗会破坏肿瘤细胞的结构和功能，使细胞中积累了大量的受损DNA、蛋白质、细胞器和细胞毒性物质。肿瘤细胞通过诱导自噬来清除受损物质降低细胞毒性损害。因此，抑制自噬也可能成为肿瘤治疗的一种辅助治疗手段。自噬有害！自噬有害！66自噬与肿瘤的预后自噬可以作为肿瘤患者预后的一个预测指标。自噬可以作为肿瘤患者预后的一个预测指标。研究表明，胰腺癌组织周围区域研究表明，胰腺癌组织周围区域LC3LC3的表达量与患的表达量与患者的不良预后及无病生存期的缩短呈正相关。者的不良预后及无病生存期的缩短呈正相关。自噬相关基因自噬相关基因Atg10Atg10与肿瘤患者的生存预后有关，与肿瘤患者的生存预后有关，表达表达Atg10Atg10的肿瘤患者的的肿瘤患者的5 5年无病生存期及总生存期比年无病生存期及总生存期比不表达不表达Atg10Atg10患者明显要长。患者明显要长。67l当化疗、放疗后，肿瘤细胞会产生大量的破损细胞器、损坏的蛋白质等有害成分，而此时提高自噬活性可及时清除这些有害物质，并提供应急的底物和能量为修复受损DNA赢得时间和条件。l自噬减少了肿瘤细胞在代谢应激时发生坏死的机会，而对于肿瘤细胞群体而言，需要一部分细胞发生坏死，以引发适度的炎症（有利于血管的长入、吸引免疫细胞分泌生长因子等）。研究发现，很多类型的肿瘤在代谢应激时会“组成性”活化PI3K信号以抑制自噬（由于凋亡通路已受阻，抑制自噬会促进坏死）。自噬有害！自噬有害！68自噬与衰老自噬与衰老l细胞衰老是指细胞功能的衰退，表现为细胞增殖力下降，细胞周期阻滞，衰老基因和蛋白表达增加，细胞渐趋死亡。l衰老过程中细胞自噬能力下降，自噬活性衰减。l与细胞衰老相关的p53,p16和Rb表达变化。l不同因素诱导的细胞自噬增强是真核细胞生命延长所必需。69自噬与其它疾病自噬与其它疾病l自噬可调节先天性免疫应答和适应性免疫应答 研究显示自噬基因在体内起保护作用，抵抗这些病原体的入侵；细胞内细菌和病毒也是自噬体降解的目标。l心血管疾病中线粒体功能失调显示心肌细胞自噬体的数量增加。l通过预防巨噬细胞凋亡和斑块坏死，自噬可发挥稳定动脉粥样硬化斑块的作用。7071谢谢观赏！2020/11/572
