第27卷第4期2007年8月国际病理科学与临床杂志InternationalJournalofPathologyandClinicalMedicineVo.l27No.4Aug.2007¹自噬的分子机制与病理生理意义叶青综述郑民华审校(上海市微创外科临床医学中心,上海交通大学医学院附属瑞金医院消化外科研究所,上海200025)[摘要]自噬是以细胞质空泡化为特征的溶酶体依赖性的降解途径。自噬可以降解胞质内受损的结构,并产生氨基酸、游离脂肪酸等物质以供蛋白质和能量的合成,使细胞能够适应缺氧和饥饿等环境。自噬的过程受一系列复杂的信号分子的调控,调控机制的失效与肿瘤、神经退行性疾病、衰老等有重要的联系。[关键词]自噬;自噬体;溶酶体;信号转导[中图分类号]Q255[文献标识码]A[文章编号]1673-2588(2007)04-0358-05MolecularmechanismofautophagyassociatedwithdiseasesYEQing,ZHENGMin-hua(ShanghaiMinimallyInvasiveSurgeryCenter,InstituteofDigestiveSurgery,Rui-jinHospital,ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200025,China)[Abstract]Autophagyisavacuolarprocessofcytoplasmicdegradationbylysosome.Cellsmayexploitautophagyasameanstoadapttohypoxicandnutrientlimitingenvironmentsbyeliminatingdefec-tivecellstructuresandproducingsubstratessuchasaminoacids,freefattyacidsforongoingproteinsyn-thesisandenergyproduction.Theprocessiscontrolledbycomplexsignallingpathways.Irregulationofautophagyisassociatedwithsuchasseveraldiseasedstatescancer,neurodegenerativediseases,andag-ing.[Keywords]autophagy;autophagosome;lysosome;signalingtransduction[IntJPatholClinMed,2007,27(4):0358-05]自噬(autophagy)是细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大分子物质的过程,是真核细胞特有的生命现象。自噬现象最早是Ashford和Porten于1962年用电子显微镜在人的肝细胞中观察到。但直到近10年,随着酵母模型的建立和基因技术的发展,人们对自噬分子机制和形态特点的了解才逐渐深入,并认识到自噬性细胞死亡有别于凋亡(Ñ型程序性死亡),而被称为Ò型程序性死亡。1自噬的概念1.1自噬的过程及形态特征自噬的发生过程大致分为3个阶段:(1)在饥饿、氧化应激损伤等情况下,粗面内质网的非核糖体区域、高尔基体等来源的自噬体膜脱落形成杯状分隔膜,包绕在被降解物(部分的胞浆和细胞内需降解的细胞器、蛋白质)周围;(2)分隔膜逐渐延伸,将要被降解的胞浆成分完全包绕形成自噬体(autophagosome);(3)自噬体通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体,与之融合形成自噬溶酶体并降解其内成分,自噬体膜脱落再循环利用[1-2]。自噬体直径一般为300~900nm,平均500nm。自噬体形成之初,胞浆与核质变暗,但胞核结构无明显变化,可见线粒体和内质网膨胀,高尔基体增大,胞膜特化结构如微绒毛、连接复合物等消失,胞膜发泡并出现内陷。自噬后期,自噬体的体积和数量都有所增加,其内常充满髓磷脂或液体,出现灰白色成分,少数可见核固缩,这些特征可作为形态学检查的依据。1.2自噬的分类根据底物进入溶酶体途径的不同可将自噬分为3种类型:微自噬(microautoph-358¹收稿日期:2007-04-02修回日期:2007-05-21作者简介:叶青(1981-),男,福建福州人,博士研究生,主要从事结直肠肿瘤的基础与临床研究。第4期叶青,等:自噬的分子机制与病理生理意义第27卷agy)、巨自噬(macroautophagy)和分子伴侣介导的自噬(chaperone-mediatedautophagy,CMA)。巨自噬即通常所指的自噬,胞质被来源于内质网的非核糖体区域、高尔基体等脱落的双层膜所包绕。在微自噬中也发生相同的包绕过程,但包绕底物的是自身发生内陷的溶酶体膜。CMA为胞浆内蛋白结合到分子伴侣后转运到溶酶体腔中,被溶酶体酶消化。CMA的底物是可溶的蛋白分子,所以CMA降解途径在清除蛋白质时有选择性,而前两者无明显的选择性[3]。1.3自噬的功能自噬过程经历的时间相对较短(T1/2为8min),说明自噬是细胞对于环境变化的有效反应,对新陈代谢起着举足轻重的作用:(1)自噬是对外源性刺激(包括营养缺乏、细胞密度负荷、低氧、氧化应激、感染等)的适应性反应,其降解产物氨基酸、核苷酸、游离脂肪酸等可供物质能量循环;(2)...
