自噬的启动过程、形态特征及分类
(一)自噬的启动
正常情况下细胞自噬的基础水平保持在一个较低的状态,在某些应激状况下可以快速上调,如生长激素缺乏、饥饿、细胞内出现过多的受损细胞器或代谢废物等。而自噬的消长受多种因素影响,营养缺乏、胰高血糖素可以诱导自噬;胰岛素抑制自噬。还有研究发现,亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸是细胞内自噬的重要调节因素。氨基酸作为自噬过程蛋白降解物的终产物,可负性反馈调节自噬。
(二)自噬的过程及形态特征(https://www.daowen.com)
自噬的发生过程大致分为4个阶段。①分隔膜的形成:在饥饿、氧化应激损伤等因素作用下,即将发生自噬的细胞胞质中出现大量粗面内质网的非核糖体区域、高尔基体等来源的游离的杯状分隔膜,包绕在被降解物周围,称为前自噬体(preautophagosome)。②自噬体的形成:前自噬体分隔膜逐渐延伸,逐渐发展成为双层膜性囊泡结构,其中包裹着胞质大分子物质和某些细胞器,如线粒体、高尔基体、内质网、过氧化物酶体等,这些双层膜性囊泡被称为自噬体(autophagosome)。在透射电镜下,自噬体的直径一般在300~900nm。③自噬体的运输、融合:自噬体通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体,自噬体的外膜与溶酶体膜融合,内膜及其包裹的物质进入溶酶体腔,这种吞噬了细胞内成分的溶酶体被称为自噬溶酶体(autophagolysosome)。④自噬体的裂解:自噬体融合后最终被溶酶体中的水解酶溶解,它首先经过囊泡酸化,达到所需pH后经多种蛋白酶作用使囊内容物降解,降解产物在细胞内再循环利用。自噬体形成初期,胞核结构无明显变化,可见线粒体和内质网膨胀,高尔基体增大等形态变化;自噬后期,自噬体的体积和数量都有所增加,可见核固缩现象。
(三)自噬的分类
根据底物运送到溶酶体内途径不同,自噬可分为3种主要方式。①大自噬(macroautophagy):多数观点认为,由非溶酶体来源的双层膜结构包裹细胞质中可溶性蛋白和变性坏死的细胞器形成自噬体,自噬体与溶酶体融合。②小自噬(microautophagy):溶酶体膜自身变形,直接包裹吞噬细胞浆中的底物,并在溶酶体内降解。在大自噬和小自噬过程中,底物被其所包裹的膜性结构带至溶酶体后,均发生膜的迅速降解,释放出其中的底物,使溶酶体中水解酶对底物进行有效水解,保证了细胞对底物的再利用。③分子伴侣介导的自噬(chaperonemediated autophagy):胞质中的分子伴侣识别某些可溶的蛋白分子特定氨基酸序列并与之结合,分子伴侣-底物复合物与溶酶体膜上的受体结合后,底物去折叠,在溶酶体腔内的另外一种分子伴侣介导下,底物在溶酶体膜转位,进入溶酶体腔中的底物被溶酶体酶消化再利用。