探索细胞自噬与骨骼科学:CJTER期刊深度解读
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自噬这个词来自希腊语auto-,意思是“自己的”,和phagein,意思是“吃”。简单来说,自噬就是“吃掉自己”。
自噬是指细胞自发地将自身细胞内的所有细胞器供给溶酶体。
自噬是真核生物进化上保守的细胞内物质周转的重要过程。在此过程中,一些受损的蛋白质或细胞器被具有双层膜结构的自噬囊泡包裹,并被送往溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)进行降解和回收。
2 自噬是如何发生并被验证的?
20世纪60年代,研究人员提出了自噬的概念,并首次观察到细胞内成分被膜包裹,形成囊状结构,并被运输到负责回收的小隔室溶酶体中。从而降低这些组件的性能。
直到20世纪90年代初,大隅良典才利用面包酵母进行了一系列巧妙的实验,找到了自噬的关键基因。随后,他进一步阐明了酵母细胞自噬背后的机制,并证明人类细胞也遵循类似的巧妙过程。机制。
大隅良典的发现为人类理解细胞如何回收自身材料提供了一个模型。他的发现为了解自噬在许多生化过程中的重要性打开了一扇窗户,例如适应饥饿和对感染的免疫反应。自噬基因的突变可以引起疾病,自噬过程涉及包括癌症和神经系统疾病在内的严重疾病。
3 什么是细胞器-溶酶体-自噬体?
20 世纪50 年代中期,科学家们观察到细胞中有一个新的专门“隔室”——细胞器,其中含有消化蛋白质、碳水化合物和脂质的酶。这种特殊的隔室称为“溶酶体”,充当降解细胞成分的工作站。比利时科学家克里斯蒂安·德·杜夫因发现溶酶体和过氧化物酶体而获得1974 年诺贝尔生理学或医学奖。
20 世纪60 年代的新观察表明,有时可以在溶酶体内发现大量细胞内物质甚至整个细胞器。因此,细胞似乎具有将大量物质转运到溶酶体中的策略。进一步的生化和显微镜分析表明,有一种新型囊泡负责将细胞货物转运到溶酶体中进行降解。发现溶酶体的科学家戴夫创造了自噬一词来描述这一过程。新的囊泡被称为自噬体。
我们的细胞有不同的细胞“区室”,具有不同的功能。溶酶体就是这样一种隔室,其中含有用于消化细胞内容物的消化酶。在称为自噬体的细胞中观察到一种新型囊泡。当自噬体形成时,它逐渐吞噬细胞内容物,例如受损的蛋白质和细胞器,然后与溶酶体融合,内容物在溶酶体中被降解成更小的物质成分。这个过程为细胞提供了自身所需营养和物质的更新,这是所有活细胞的核心功能之一。
4. 了解自噬的一般形式?
自噬有3 种主要形式:
微自噬:是指溶酶体或液泡内膜直接内陷底物,将其包裹并降解的过程;
巨自噬:在此过程中,底物蛋白被双层膜结构(粗内质网核糖体附着区脱落的双层膜)包裹,形成约400~900纳米的直径。然后自噬囊泡的外膜与溶酶体膜或液泡膜融合,释放出包裹底物蛋白的囊泡样结构进入溶酶体或液泡,最后在一系列水解酶的作用下被降解酶和进入溶酶体或液泡腔的气泡状结构称为自噬体。
介导的自噬:在动物细胞的衰老反应过程中,经常发生由分子伴侣介导的自噬过程,以保存构成细胞结构的必要蛋白质和其他材料。
5 了解与自噬相关的诱导剂和抑制剂。
诱导剂
(1) Bredeldin A/Thapsigargin/Tunicamycin:模拟内质网应激;
(2)卡马西平/L-690、330/氯化锂(氯化锂):IMPase抑制剂(即肌醇单磷酸酶、肌醇单磷酸酶);
(3)厄尔平衡盐溶液:产生饥饿感;
(4) N-乙酰-D-鞘氨醇(C2-神经酰胺):I类PI3K通路抑制剂;
(5)雷帕霉素:mTOR抑制剂;
(6) Xestospongin B/C:IP3R阻断剂;
抑制剂
(1) 3-甲基腺嘌呤(3-MA):(III类PI3K)hVps34抑制剂;
(2)巴弗洛霉素A1:质子泵抑制剂;
(3)羟氯喹:溶酶体腔碱化剂;
(4)除上述工具药物外,一般还需结合基因技术对自噬相关基因进行干预:包括反义RNA干扰技术(Knockdown)、突变株筛选、外源基因导入等。
观察检测
细胞被诱导或抑制后,需要观察和检测自噬过程。常用的策略和技术包括:
(1)观察自噬体的形成:由于自噬体是亚细胞结构,在普通光学显微镜下无法看到,因此直接观察自噬体需要透射电镜;
(2)利用GFP-LC3融合蛋白在荧光显微镜下追踪自噬的形成:自噬形成过程中,GFP-LC3融合蛋白易位至自噬体膜上,在荧光显微镜下形成多个亮绿色荧光斑点。一个斑点相当于一个自噬体,通过计数可以评估自噬活性的水平;
(3)利用Western Blot检测LC3-II/I比值的变化来评价自噬形成:LC3-II/I比值的大小可以估计自噬的水平;
(4) 长寿蛋白批量降解检测:非特异性;
(5)MDC(Monodansylcadaverine)染色:包括自噬体,所有酸性空泡均染色,非特异性;
(6) CellTrackerTM Green染色:主要用于双染,但可对所有空泡进行染色,非特异性。
(7)在研究自噬相关蛋白时,需要对其进行定位:由于自噬体与溶酶体、线粒体、内质网、高尔基体等密切相关,为了区分它们,常用一些荧光显微镜下的示踪蛋白。共定位:
Lamp-2:溶酶体膜蛋白,可用于监测自噬体与溶酶体的融合;
LysoTrackerTM 探针:有红色或蓝色可供选择,显示所有酸性液泡;
pDsRed2-mito:载体,转染后表达融合蛋白(红色荧光蛋白+线粒体基质定位信号)。
可用于检测线粒体自噬(Mitophagy)的程度;
MitoTraker探针:特异性显示活体线粒体,固定后可保留荧光;
Hsp60:定位于线粒体基质,细胞死亡时不会释放;
钙网蛋白:内质网腔。
6 自噬的临床意义
自噬与细胞凋亡和细胞衰老一样,是一种非常重要的生物学现象。它参与生物发育和生长等各种过程。自噬机制调控各类骨组织细胞的增殖、分化和成熟。同时,它还在各个过程中发挥着作用。它在骨疾病的发生、发展中发挥着重要作用。
7 下面介绍2015年以来《中国组织工程研究》杂志发表的自噬与各种骨病发生发展的相关性。
《中国组织工程研究》 近年在该刊发表的自噬及骨相关研究文章:
PI3K/Akt/mTOR信号通路对激素性股骨头缺血性坏死自噬的调控
李云龙;赵振群;刘万林
中国组织工程研究2019下载583
自噬基因对骨关节炎软骨细胞凋亡的保护和平衡作用
刘立国;徐超;伊力哈木·托合提
中国组织工程研究2015年下载577
无血清饥饿条件下肌肉卫星细胞的增殖及自噬蛋白LC3和Beclin1的表达
刘同;于佳妮;刘悦;陈欢;匡伟川;王晓银;张树静;江野;邱晓佳;文曦
中国组织工程研究2019-02-25 下载361
自噬在类固醇引起的股骨头缺血性坏死发病机制中的作用
孟晨阳;刘万林;白锐;赵振群
中国组织工程研究2017年下载333
自噬、软骨细胞存活和软骨损伤
张协卓;徐超;伊力哈木·托合提
中国组织工程研究2015年下载318
姜黄素对脂多糖炎症诱导的软骨细胞凋亡和增殖的影响
李亚男;倪娟;方玉顺;李涛;谭鸿飞;张青松
中国组织工程研究2018下载266
3-甲基腺嘌呤调节自噬基因Beclin1可减少类固醇诱导的兔模型股骨头缺血性坏死的发生和发展
孙亮;刘万林;纳里松;赵振群
中国组织工程研究2019下载222
自噬介导的高强度间歇运动对中年大鼠骨骼肌质量和有氧运动能力时间依赖性变化的影响
崔新文;张益民;王赞;孔振兴
中国组织工程研究2018年下载206
机械因素对自噬的影响
桂金鹏蒋静怡;张玲玉;那静;范玉波;郑丽莎
中国组织工程研究2017下载188
验证miRNA-140 靶向并结合自噬相关基因ULK1
陆艳艳;姚楠;徐雪萌;刘文刚;蔡大可;黄丹娥;赵传熙;陈国才
中国组织工程研究2018年下载184
长链非编码RNA在运动调节骨吞噬中的作用机制
杨康;陈祥和;赵仁庆;余慧琳;张贤良;卜文谦
中国组织工程研究2019下载165
基于雌激素受体的氯化锂干预成骨细胞分化及自噬的研究
傅寅;孙贵才;陈水林;范向伟;彭宇飞
中国组织工程研究2019下载159
自噬和肌腱病:针对自噬途径
朱干正;高富强;林鹏;孙伟
中国组织工程研究2019下载132
Omi/Beclin-1通路在离心运动诱导的骨骼肌自噬中的作用
雷斌凯;孙俊志;赵小琴;丁海丽;刘勇;王瑞元;李俊平
中国组织工程研究2018下载130
跨膜蛋白208 影响人软骨细胞的自噬和线粒体功能
李翔;孟志超;焦阳;于冰晓;塔拉提拜克·买买提朱玛;曹永平
中国组织工程研究2019下载124
自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3B在人牙髓炎及根尖周炎病灶组织中的表达
马金宝;王茜;董明;白华
中国组织工程研究2019下载102
人黄韧带细胞骨化过程中的自噬
徐国锋;李学斌;唐一凡;赵寅;周生源;陈雄生;贾连顺
中国组织工程研究2020下载73
自噬介导的运动改善2型糖尿病骨代谢紊乱的机制
卢鹏程;陈祥和;杨康;余慧琳;刘波
中国组织工程研究2020下载27
骨肉瘤自噬机制
李世斌;张晓云;张旋
中国组织工程研究2020下载26
炎症性肠病的自噬和表观遗传修饰
郭雅静;黄艳;石隐
中国组织工程研究2020下载23
MicroRNA影响椎间盘退变过程的研究进展及发展空间
胡宝阳;杨学军
中国组织工程研究2020下载17
好了,文章到这里就结束啦,如果本次分享的探索细胞自噬与骨骼科学:CJTER期刊深度解读和问题对您有所帮助,还望关注下本站哦!
相关问答
答: 细胞自噬是一种内在清除机制,能够帮助身体降解老化和损伤的细胞成分,这对于维持组织健康至关重要。研究表明,细胞自噬在骨代谢中扮演着关键角色,它可以促进骨形成,抑制骨吸收,从而维持骨骼密度和强度。 比如,当骨质疏松症患者体内骨重建不足时,增强细胞自噬活性能够帮助新的骨质生成,来改善骨骼健康状况。
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答: 细胞自噬的失调会导致骨代谢紊乱,诱发骨病风险。 例如,研究发现,过度激活的自噬会加剧骨吸收,导致骨量减少,而自噬功能抑制则可能阻碍骨形成,影响骨重塑平衡。因此,调节细胞自噬活性对于维持正常的骨骼健康至关重要。
139 人赞同了该回答
答: CJTER 杂志专注于发表最新研究成果,涵盖的生命科学领域非常广泛,其中包括细胞自噬和骨相关疾病的研究。他们定期发布关于细胞自噬机制以及其对骨骼健康的影響的综述文章和原创研究论文,为学者们提供最新的科研进展和见解,推动了该领域的深入研究。
147 人赞同了该回答
答: CJTER杂志在搭建学术交流平台方面也扮演着重要的角色。他们在期刊中设置专栏或专题栏目,邀请领域内知名专家进行论述或学术讨论。这些活动对于促进学术交流、分享最新研究成果和观点至关重要,帮助促进相关领域的科学发展。
15 人赞同了该回答
答: 细胞自噬的调控可以提高骨质密度,延缓骨质疏松症进程。可以通过饮食调整,摄入富含蛋白质、维生素D和钙的食物,这些营养物质有助于促进骨代谢和骨形成,间接增强自噬活性。同时也可以适当进行一些运动锻炼,例如负重训练等,能够刺激骨骼重建,促进细胞自噬的发生。
26 人赞同了该回答
答: 目前也有研究探索一些药物干预方法来调节细胞自噬活性,以达到改善骨况的目标. 例如,通过抑制某些信号通路或使用特定小分子化合物,可以提高自噬水平,从而促进骨重建。但需要严格按照医嘱进行,避免不合理的使用造成副作用。
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