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Nature综述 (IF=94) | 湖南大学王立明等人全面汇总微自噬的研究进展,为微自噬相关疾病治疗提供重要参考

2022/9/21 15:10:54  阅读:230 发布者:

“自噬”(autophagy)意为自体吞噬,指一种进化上保守的过程,该过程将细胞内容物,例如受损的细胞器和蛋白质聚集体,输送到溶酶体进行降解。根据货物的性质和用于将其递送至溶酶体的方式,已经描述了不同形式的自噬。
目前,哺乳动物细胞中的自噬主要分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬。巨自噬和分子伴侣介导的自噬的分子机制和生物学功能已被广泛研究,但微自噬受到的关注较少。近年来,微自噬的研究有所增长,首先是在酵母中,然后是在哺乳动物细胞中。2022912日,澳门大学沈汉明及美国密歇根大学Daniel J. Klionsky共同通讯(湖南大学王立明为第一作者)在Nature Reviews Molecular Cell Biology杂志在线发表题为The emerging mechanisms and functions of microautophagy”的综述文章,该综述回顾了微自噬的研究进展,并重点关注微自噬的选择性形式。不仅如此,还详细讨论了上游调控机制、巨自噬和微自噬之间的串扰,以及微自噬在人类癌症和神经退行性疾病等疾病中的功能意义。在未来,对微自噬的研究将为开发针对自噬和溶酶体相关疾病的新型干预策略提供机会。

自噬通常被定义为进化上保守的分解代谢过程,通过该过程细胞成分被传递到溶酶体以进行降解和回收。在哺乳动物细胞中,自噬通常分为三种类型:巨自噬(或自噬;术语“巨自噬”和“自噬”经常互换使用)、微自噬和分子伴侣介导的自噬 (chaperone-mediated autophagy, CMA)。溶酶体是发生不同类型自噬的细胞器。在随后的几十年中,自噬仍然是一个很小的研究领域,主要使用电子显微镜在饥饿条件下的动物肝脏中进行研究。酵母研究人员在 1990 年代的开创性工作导致发现了自噬相关基因(Atg 基因)和控制自噬的核心分子机制,他们的工作使该领域备受人关注。

哺乳动物的巨自噬、伴侣介导的自噬和微自噬(图源自Nature Reviews Molecular Cell Biology 到目前为止,大多数与自噬相关的研究都集中在巨自噬和 CMA 上。巨自噬的特征在于独特的双膜细胞器自噬体的形成,它可以在核心自噬机制控制的过程中隔离整个细胞器或蛋白质复合物。CMA”是指携带 KFERQ 样基序的单个胞质蛋白通过与伴侣蛋白结合而被递送至溶酶体进行降解的特定过程。哺乳动物的选择性微自噬通路(图源自Nature Reviews Molecular Cell Biology 在巨自噬期间,自噬货物被称为“吞噬细胞”的隔离膜包围。然后,吞噬细胞通过募集不同来源的膜进行扩张,并弯曲成球形,形成具有双膜的自噬体。最后,吞噬体与晚期内体(形成两性体)和溶酶体融合以完成自溶酶体的形成,其中隔离的货物被消化和降解。在伴侣介导的自噬过程中,具有 KFERQ 样基序的细胞溶质蛋白被伴侣蛋白热休克蛋白家族 A (HSP70) 成员 8 (HSPA8) 识别,并通过溶酶体相关膜蛋白 2A (LAMP2A) 和溶酶体 HSPA8 递送至溶酶体进行降解。而在微自噬过程中,自噬货物直接被溶酶体吸收,晚期内体通过膜突出和内陷形成内溶酶体。自噬货物在内溶酶体腔中降解。

总的来说,在自噬研究领域在过去 40 年中的快速扩张,让人们重新对微自噬产生了兴趣。这篇综述提供了微自噬的全面更新,重点关注各种形式的选择性微自噬。此外,还讨论了上游调控机制、巨自噬和微自噬之间的串扰,以及微自噬在人类癌症和神经退行性疾病等疾病中的作用。后续需要对微自噬进行更多的研究,以更好地了解其分子机制、生物学功能以及在健康和疾病中的作用。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41580-022-00529-z

转自:iNature”微信公众号

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