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Elabscience细胞死亡大盘点-细胞自噬

人阅读 发布时间:2023-10-17 13:35

凋亡是细胞内的一种“自杀” (self-killing)的现象,而自噬是细胞内的一种“自食” (self-eating) 的现象,今天我们来学习细胞自噬。相关阅读:细胞死亡大盘点-细胞凋亡


一 什么是细胞自噬

细胞自噬(Autophagy)是指细胞内受损、变性或衰老的蛋白质和细胞器在自噬相关基因 (Autophagy associated gene,Atg)的调控下被运输到溶酶体,溶酶体对其消化降解的过程。正常的动物细胞为了维持细胞内环境的动态平衡,需要不断降解功能失常或不需要的细胞结构,通常寿命较短的蛋白质通过泛素-蛋白酶体途径进行降解,而寿命较长的蛋白质及细胞结构则通过自噬途径由溶酶体降解。

                        图1.细胞自噬过程(图源nobelprize.org)
 

二 细胞自噬的特征

目前的自噬可分为三类,包括巨自噬(Macroautophagy)、微自噬(Microautophagy)和分子伴侣介导的自噬(Chaperone-mediated autophagy,CMA),其中巨自噬是最主要,也是研究得最多的形式。细胞自噬的过程主要包括隔离膜(Phagophore)的形成、扩展、自噬体(Autophagosome)的形成、自噬体与溶酶体融合后形成自噬溶酶体(Autophagolysosome)。自噬溶酶体形成后,内含物被溶酶体中的水解酶消化。

                                                            图2.哺乳动物的三种自噬类型


三 细胞自噬的过程

细胞自噬的过程不是一个完全被动的细胞学过程,而是细胞自身在受到外界的刺激通过一系列的细胞内信号转导,触发的一系列细胞维持内环境稳定的一种主动的生物学过程。完整的自噬发生过程大体分为以下4个阶段:自噬的起始→隔离膜和自噬体的形成→自噬体与溶酶体融合→自噬体的裂解

                                            图3. 细胞自噬的过程(Li et al. Molecular Cancer, 2020)  

 

四 常见细胞自噬的检测方法

检测自噬水平的方法主要有三种:电镜观察、Western Blot检测和荧光蛋白标记检测。

1.电镜观察

透射电子显微镜检测自噬基于辨认自噬体结构,是观察自噬现象的最直接、最经典的方法。 

表1. 透射电镜下细胞自噬标志物及其特征

自噬阶段

自噬标志

形态学特征

自噬初期

隔离膜形成与扩展

新月状或杯状,双层或多层膜,有包绕胞浆成分的趋势

自噬中期

自噬体的形成

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

自噬后期

自噬溶酶体的形成

单层膜,胞浆成分已降解

              图4. 透射电镜下自噬体(单箭头)和自噬溶酶体(双箭头)形态

2.Western Blot

1)自噬过程中,LC3在合成后其C端被切割变成LC3-Ⅰ,散在分布于胞浆内;当自噬体形成LC3-Ⅰ后,与磷脂酰乙\醇胺偶联形成LC3-Ⅱ,定位于自噬体内膜和外膜,并且始终稳定保留,直到与溶酶体融合。因此可利用WB检测LC3-Ⅱ/Ⅰ比值的变化以评估自噬的强弱

2)p62作为自噬的重要受体,主要依赖于自噬途径进行降解。因此,p62的蛋白水平也常常用来指示自噬的降解情况

                       图5. WB检测LC3、p62蛋白的表达


3.荧光蛋白标记

1)GFP-LC3

无自噬时,GFP-LC3在胞浆中弥散分布;自噬形成时,GFP-LC3聚集于自噬体膜上。在荧光显微镜下形成多个明亮的绿色荧光斑点,观察到的点状聚集的数目即为自噬体的数量。

自噬体内膜上的LC3在溶酶体中被降解,因此,LC3的整体降解量可以通过GFP-LC3荧光的降低进行流式细胞仪定量检测。

图6.GFP强度因营养饥饿降低,而自噬或溶酶体抑制剂则增强GFP强度

 

2)RFP-GFP-LC3 双荧光指示系统

溶酶体内的酸性环境导致GFP荧光信号淬灭,而红色荧光蛋白对酸性环境具有很好的耐受性,可以构建RFP-GFP-LC3串联体。自噬形成时,自噬体呈黄色标记(绿色和红色图像重合),自噬溶酶体呈红色标记。

                               图7. RFP-GFP-LC3 双荧光指示系统

五 Elabscience有哪些细胞自噬检测相关产品?(点击货号,查看产品详情)

产品名称

货号

应用

Human Bcl-2(B-cell Leukemia/Lymphoma 2) ELISA Kit

E-EL-H0114c 

ELISA

Rat Bcl-2(B-cell Lymphoma/Leukemia 2) ELISA Kit

E-EL-R0096c 

ELISA

Human BAX(Bcl-2 Associated X Protein) ELISA Kit

E-EL-H0562c 

ELISA

Rat BAX(Bcl-2 Associated X Protein) ELISA Kit

E-EL-R0098c 

ELISA

Recombinant Human BCL2L1/Bcl-XL Protein (His Tag)

PKSH033757 

WB

Recombinant Human ATG3 Protein

PKSH032098 

WB

Recombinant Human ATG10 Protein (His&T7 Tag)

PKSH032097 

WB

Recombinant Human LC3A/B protein (His tag)

PDEH100241 

WB

Recombinant Human SQSTM1/ p62 protein (His tag)

PDEH100245 

WB


以上就是关于细胞自噬的介绍,更多细胞死亡方面的内容分享,请持续关注细胞死亡大盘点系列。

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