细胞自噬(autophagy or autophagocytosis):又称为Ⅱ型细胞死亡,是细胞在自噬相关基因(autophagy related 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。自噬作为时下的研究热点,有非常深远的研究意义。卡卡湾厅在自噬研究方面具有丰富的经验,我们可以为您提供从课题设计-实验操作-实验结果-数据分析的整体解决方案。
自噬诱导剂
1)Bredeldin A / Thapsigargin / Tunicamycin :模拟内质网应激;
2)Carbamazepine/ L-690,330/ Lithium Chloride(氯化锂):IMPase 抑制剂(即Inositol monophosphatase,肌醇单磷酸酶);
3)Earle's 平衡盐溶液:制造饥饿;
4)N-Acetyl-D-sphingosine(C2-ceramide):Class I PI3K Pathway 抑制剂;
5)Rapamycin:mTOR 抑制剂(这是最常用的);
6)Xestospongin B/C:IP3R 阻滞剂。
自噬抑制剂
1)3-Methyladenine(3-MA):(Class III PI3K) hVps34 抑制剂;
2)Bafilomycin A1:质子泵抑制剂;
3)Hydroxychloroquine(羟氯喹)。
细胞自噬形态学特征的检测方法
1)透射电镜观察自噬体。
自噬体是自噬的标志性结构。自噬体属于亚细胞结构,直径一般为300~900nm,平均500nm,普通光镜下看不到。通过透射电子显微镜发现自噬体一直是观察自噬现象最直接、最经典的方法,是自噬检测的“金标准”。
2)荧光显微镜下采用GFP-LC3融合蛋白来示踪自噬形成。
由于自噬体膜形成过程中需要LC3,因此通过标记LC3可以识别自噬体。
3)荧光染色法
用荧光染料对组织切片或细胞进行染色观察自噬的发生。晚期自噬体与溶酶体融合而呈酸性,根据这个特点可用酸向性染料MDC、吖啶橙和Lyso Tracker标记自噬溶酶体。
自噬标志性蛋白
1)自噬标记蛋白LC3
微管相关蛋白1轻链3(LC3/Atg8)是自噬体膜上的标记蛋白。细胞内存在两种形式的LC3蛋白,LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ。细胞内新合成的LC3其C端被Atg4蛋白酶剪切,成为胞质可溶形式的LC3-Ⅰ。当自噬体形成后,LC3-Ⅰ经剪切和泛素化加工修饰。与自噬体膜表面的磷脂酰乙醇胺(PE)偶联,成为膜结合形式的LC3-Ⅱ并定位于自噬体内膜和外膜,因此LC3-Ⅱ/Ⅰ比值的大小可以估计自噬水平的高低。
2)细胞自噬底物蛋白的检测
p62偶联于LC3,作为一种调节因子参与自噬体的构成,在自噬的中、晚期被降解。细胞内整体p62水平的表达与自噬活性存在负相关。蛋白质免疫印迹技术检测p62水平的降低可以反映自噬活性程度。p62的增加暗示着自噬、溶酶体降解途径被抑制。
3)Atg12-Atg5复合体
除了LC3,自噬体膜上标志性蛋白质还有Atg12-Atg5结合体。Atg12和Atg5在翻译后就像单个分子一样共价结合在一起,它定位在自噬体双层隔离膜的整个延长阶段。
4)Beclin1
哺乳动物Beclin1是酵母Atg6基因的同源物。Beclin1通过激活自噬对细胞生长和抑瘤机制进行控制。蛋白质印迹技术检测Beclin1蛋白表达情况直接反映自噬活性。
5)自噬相关的标志性蛋白还包括ATG1、ATG9、DRAM1、ATG14、ATG16以及 ATG18等。
自噬的调控通路
1)依赖mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶点)途径的自噬
A.PI3K-AKT-mTOR信号通路
B. AMPK-TSC 1/2-mTOR 信号通路
2)其它的信号通路
A. 3-甲基腺嘌呤(3-MA)通过抑制Class ⅢPI3K的活性抑制自噬;
B. 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ClassⅢPI3 复合物调控自噬;
C. 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;
D. 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。