细胞自噬

细胞自噬是通过溶酶体进行蛋白降解和细胞组分调节的过程。自噬主要受细胞内的营养匮乏刺激而产生，在生物体内发育、分化、环境胁迫和肿瘤发生中具有重要的意义。研究发现微管相关蛋白轻链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。可在细胞中表达LC3-GFP融合蛋白，对自噬体的形成和功能进行监控。由于自噬涉及多条信号通路，可以诱导或抑制其发生。细胞自噬与个体发育、氧化性损伤保护、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行性疾病有关。因此，可在相关疾病研究中检测自噬，研究基因功能。

一、细胞自噬的功能

细胞自噬：又称为Ⅱ型细胞死亡，是细胞在自噬相关基因(autophagyrelated gene，Atg)的调控下利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程。

当身体处于饥饿状态时，为了节能，细胞会把体内无用的、有害的物质吃掉，这就是自噬，这不仅保证了细胞的活力，还消除了癌症等疾病的发生基础。2016年，日本科学家大隅良典就因发现了“细胞自噬”的机制，而获得诺贝尔生理学或医学奖。

我们的细胞最外面是细胞膜，中间是细胞质，最里面的是细胞核。大多数细胞活动是在细胞质中进行，细胞活动会产生大量残渣，甚至在代谢过程中出现错误，装配出异常的蛋白质，疾病就是因此产生的。

线粒体也在细胞质中，是能量代谢的地方，线粒体代谢时也会产生很多副产物，比如活性氧，活性氧会引发基因突变，由此致癌。

一旦“细胞自噬”启动，就可以将细胞质里的代谢残渣、异常蛋白质以及活性氧清除掉，恢复正常的细胞活动。

研究发现，人体一旦遇到养分不足、缺氧、生长因子缺乏等情况，细胞就会加速自噬。相反，如果血液中游离氨基酸的浓度升高，细胞自噬能力就会降低。游离氨基酸就来自你的食物。适度饥饿之后，游离氨基酸的浓度降低，细胞的自噬能力也就提高了，身体又恢复了。

目前根据发生过程分为三类：Macroautophagy，Microautophagy和Chaperone-mediated autophagy-伴侣介导的自噬 CMA)。

二、自噬的过程

1）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，被称为Phagophore（吞噬泡）

2）Phagophore不断延伸，将胞浆中的任何成分，全部揽入，然后"收口"，成为密闭的球状的autophagosome（自噬体），即"自噬体"。

3）自噬体形成后，可与细胞内吞的吞噬泡、吞饮泡和内体融合（这种情况不是必然要发生的）

4）自噬体与溶酶体融合形成autolysosome，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。

三、自噬的调控

1. 依赖mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶点）途径的自噬

1）PI3K-AKT-mTOR信号通路

2）AMPK-TSC 1/2-mTOR 信号通路

2. 其它的信号通路

1）3-甲基腺嘌呤（3-MA）通过抑制Class ⅢPI3K的活性抑制自噬。

2）beclin1和UVRAG作为正调控子，抗凋亡因子bcl-2作为负调控子共同参与组成Class ⅢPI3 复合物调控自噬。

3）GTP结合的G蛋白亚基Gαi3抑制自噬；GDP结合的Gαi3蛋白活化自噬。

4）死亡相关蛋白激酶（death-associated proteinlinase,DAPK）和DAPK相关蛋白激酶（DAPK-related protein kinase-1,DRP-1）诱导自噬。

5）PKA、casein激酶 Ⅱ、MAP激酶、calcium途径也在自噬错综复杂的调控网格中，但其机制还不甚清楚。

四、细胞自噬研究

        细胞自噬的研究是目前生物医学领域热点之一，广泛参与各种生理和病理过程。目前普遍采用的自噬检测方法包括电镜、免疫荧光、蛋白质印迹等方法检测自噬体及其标志蛋白，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。