前情回顧:探秘細(xì)胞程序性死亡1——細(xì)胞凋亡及檢測(cè)工具大盤點(diǎn)
就像我們會(huì)打掃以保持房間整潔一樣,細(xì)胞也演化出了一系列“清潔”機(jī)制,來(lái)維持有序的生命活動(dòng)。自噬(autophage)就是其中最重要的機(jī)制之一。
自噬于上個(gè)世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn),但引起科學(xué)界的廣泛關(guān)注,還是在1990年代日本科學(xué)家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)做的相關(guān)研究。大隅良典也因此獲得了2016年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
大隅良典研究的是酵母的細(xì)胞自噬機(jī)制,經(jīng)過(guò)20多年的研究,在酵母里已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了34種與自噬有關(guān)的基因。那么自噬到底是什么?自噬就是細(xì)胞自己降解自己結(jié)構(gòu)的過(guò)程,即把一些暫時(shí)用不上的零件,拆解變成最小的模塊,然后重新組裝成自己需要的東西。在植物細(xì)胞和酵母細(xì)胞里,自噬在液泡中發(fā)生,而在動(dòng)物細(xì)胞里,自噬在溶酶體里發(fā)生,從一個(gè)蛋白質(zhì)到整個(gè)細(xì)胞器,都是可以降解的。
細(xì)胞自噬的分類:
自噬是細(xì)胞內(nèi)分解代謝的一種途徑,除此之外還有另一種我們熟知的途徑——泛素蛋白酶體途徑。細(xì)胞自噬其實(shí)分為三種方式,這是根據(jù)如何“打包”物質(zhì)和如何運(yùn)送物質(zhì)來(lái)劃分的。
第一種叫巨自噬(macroautophagy),顧名思義就是自噬體比較大,用細(xì)胞膜或者其他的雙層膜去把那些不想要的東西包裹起來(lái),然后和溶酶體融合。
第二種叫微自噬(microautophagy),顧名思義就是自噬體比較小,溶酶體或者液泡直接用自身去吞噬那些需要降解的東西,也許是細(xì)胞器,也許是蛋白質(zhì)。
第三種叫分子伴侶介導(dǎo)自噬(chaperone-mediated autophagy),是指分子伴侶將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)先從折疊狀態(tài)恢復(fù)為未折疊的狀態(tài),再放到溶酶體里。
自噬的關(guān)鍵過(guò)程:
自噬5大關(guān)鍵過(guò)程:(1)自噬泡(phagophore)的形成:(2)Atg5-Atg12-Atg16L復(fù)合物形成并與自噬泡融合;(3)微管相關(guān)蛋白輕鏈3(microtubule-associatedprotein light chain3,LC3)由可溶解形式(LC3-I)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苄问剑↙C3-II),與自噬泡結(jié)合形成自噬體。(4)自噬體捕獲需降解或清除的蛋白質(zhì)、細(xì)胞器等物質(zhì);(5)自噬體與溶酶體結(jié)合形成自噬溶酶體(autolysosomes),在自噬溶酶體內(nèi)自噬體內(nèi)層膜,內(nèi)容物在溶酶體內(nèi)降解。過(guò)程詳見下圖。
起始 | 延伸 | 融合 | 降解 |
Initiation | Expansion | Fusion | Degradation |
自噬發(fā)生圖解。UKL和Beclin 1蛋白復(fù)合物起始自噬泡的形成,Atg5/12/16與LC3-II負(fù)責(zé)自噬體的延伸,最后自噬體與溶酶體融合,釋放內(nèi)容物,完成自噬。 |
mTOR背景:
mTOR 是雷帕霉素在哺乳動(dòng)物中的靶點(diǎn)(mammalian target of rapamycin,mTOR),作為一種重要的蛋白激酶,它在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、蛋白質(zhì)合成、自噬等生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。
mTOR 作為主要組分存在于 mTOR 復(fù)合體 I 和復(fù)合體 II 中,其中mTOR 復(fù)合體 II 是線粒體通透性的主要調(diào)控者。
自噬發(fā)生的條件及研究的意義:
細(xì)胞發(fā)生自噬是一個(gè)非常“保守”的過(guò)程,幾乎沒有進(jìn)化。細(xì)胞自噬的出現(xiàn)是為了適應(yīng)環(huán)境,尤其是碰上了“不好的年景”,比如缺乏營(yíng)養(yǎng)、饑餓難耐,或者細(xì)胞中氧氣、水分特別少的時(shí)候,就需要自噬了。
自噬的研究對(duì)于臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常重要,比如,腫瘤經(jīng)常在環(huán)境非常差的時(shí)候還能生長(zhǎng),就是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞的自噬非常劇烈。所以理論上如果阻斷了腫瘤細(xì)胞的自噬,它們不是就不會(huì)生長(zhǎng)了嗎?再比如一些神經(jīng)退行性疾病,如帕金森,就是大腦里出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì),而且還清除不掉,本質(zhì)上也是自噬出了問題。
細(xì)胞自噬研究相關(guān)產(chǎn)品:
MTOR檢測(cè)試劑盒:
貨號(hào) | 名稱 | 產(chǎn)品描述 |
K4179 | mTOR (Human) ELISA試劑盒 | 定量測(cè)定血清,血漿,組織勻漿,培養(yǎng)上清液和其他生物液體中的mTOR |
自噬抑制劑:
貨號(hào) | 名稱 | 產(chǎn)品描述 |
2249 | 3-甲基腺嘌呤 | 3-甲基腺嘌呤常用作自噬螯合的特異性抑制劑,它通過(guò)抑制III型磷脂酰肌醇3-激酶(PI-3K)來(lái)阻止自噬體形成,從而抑制自噬 |
1685 | ATM激酶抑制劑,KU-55933 | KU-55933是ATM激酶的有效抑制劑,選擇性的和ATP競(jìng)爭(zhēng)(Ki = 2.2 nM; IC 50 = 13 nM),它抑制DNA-PK,mTOR,PI 3-K,PI 4-K和ATR需要更高的濃度(IC 50分別為2500、9300、16600,> 100000和> 100000 nM) |
B2260 | Autophinib | Autophinib是一種有效的自噬抑制劑,它通過(guò)靶向作用于脂質(zhì)激酶VPS34來(lái)抑制饑餓或雷帕霉素誘導(dǎo)的自噬。 |
1829 | 桿菌素A1 | 桿菌素A1一種體外高效的液泡H + -ATPases(V-ATPases)抑制劑,在動(dòng)物細(xì)胞,植物細(xì)胞和微生物中納克級(jí)即可起作用;對(duì)其他ATP水解酶如F-ATP酶,Ca 2+ -ATP酶,Na + / K + -ATP酶和質(zhì)膜H + -ATP酶也具有選擇性,通過(guò)抑制自噬小體和溶酶體之間的融合起作用,還可在后期防止自噬。 |
1825 | 氯喹二磷酸酯 | 抗瘧藥,通過(guò)不同于3-甲基腺嘌呤的機(jī)制抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的自噬。 |
1711 | Gö 6976 | Gö 6976是一種細(xì)胞可滲透的,有效的蛋白激酶C(PKC)抑制劑(IC 50 = 7.9 nM)。在體外,區(qū)分PKC的Ca 2+依賴性和非依賴性的同工型;選擇性抑制PKCα和PKCβ1(IC 50分別為2.3nM和6.2 nM),但不抑制PKCδ,-ε或-ζ的活性(IC 50> 3µM) |
B2051 | 硫酸羥氯喹 | 羥氯喹是合成奎寧衍生物,通常用作抗瘧藥,羥氯喹還用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和盤狀或系統(tǒng)性紅斑狼瘡。它抑制自噬并誘導(dǎo)自噬細(xì)胞死亡(IC 50 = 30 µM),表明其在研究和醫(yī)學(xué)中的潛在應(yīng)用。 |
B2378 | IITZ-01 | IITZ-01是有效的溶血同性自噬抑制劑,表現(xiàn)出比氯喹(Cat:1825)強(qiáng)十倍的自噬抑制作用;增強(qiáng)自噬體的積累,但通過(guò)削弱溶酶體功能抑制自噬體的降解,最終導(dǎo)致自噬的抑制,顯示有效的抗癌活性。 |
B2117 | Lys01三鹽酸鹽 | Lys01 trihydrochloride(Lys05)是一種有效的水溶性溶酶體自噬抑制劑,在MTT分析中對(duì)1205Lu,c8161,LN229和HT-29細(xì)胞系的IC50值分別為3.6、3.8、6和7.9μM。 |
9419 | MHY1485 | MHY1485是一種mTOR激活劑,可通過(guò)抑制自噬小體和溶酶體之間的融合來(lái)有效抑制自噬。MHY1485處理可抑制基礎(chǔ)自噬通量,這種抑制作用已在饑餓中的細(xì)胞中得到了證實(shí),饑餓是自噬的強(qiáng)大生理誘導(dǎo)劑。 |
B1286 | SAR-405 | SAR-405是一種有效的選擇性PIK3C3 / Vps34抑制劑,可防止自噬并與腫瘤細(xì)胞中的mTOR抑制協(xié)同作用。 |
2037 | Spautin-1 | Spautin-1是一種細(xì)胞可滲透性的,哺乳動(dòng)物細(xì)胞中特異且有效的自噬抑制劑。它通過(guò)抑制兩個(gè)針對(duì)Vps34復(fù)合物Beclin1亞基的泛素特異性肽酶USP10和USP13來(lái)促進(jìn)Vps34 PI3激酶復(fù)合物的降解。Spautin-1會(huì)阻斷癌細(xì)胞中的生存自噬途徑。 |
自噬誘導(dǎo)劑:
貨號(hào) | 名稱 | 產(chǎn)品描述 |
1828 | 鹽酸胺碘酮 | 鹽酸胺碘酮是一種具有廣泛殺真菌活性的非選擇性離子通道阻滯劑,胺碘酮可導(dǎo)致啤酒酵母中Ca2 +立即流入,隨后線粒體破碎和細(xì)胞死亡,也充當(dāng)自噬誘導(dǎo)劑。 |
B2297 | AR7 | AR-7,也稱為非典型類維生素A 7,是伴侶蛋白介導(dǎo)的自噬(CMA)有效的選擇性增強(qiáng)劑,充當(dāng)RARα的化學(xué)激活劑。 |
2391 | C2-二氫神經(jīng)酰胺 | C2神經(jīng)酰胺的有用陰性對(duì)照(貨號(hào)2390-5,25),也充當(dāng)自噬誘導(dǎo)劑。 |
2684 | 鹽酸可樂定 | 可樂定是一種降壓藥,可作為α2-腎上腺素能受體激動(dòng)劑,可通過(guò)集中抑制交感神經(jīng)活動(dòng)來(lái)降低外周血管阻力,可樂定的抗高血壓作用也歸因于其對(duì)咪唑啉(I1)受體的激動(dòng)作用(Ki = 4-8 nM),也可作為獨(dú)立于mTOR的自噬增強(qiáng)劑。 |
1686-5 | 多索嗎啡 | 多索嗎啡是一種細(xì)胞滲透性的,選擇性,可逆,具有ATP競(jìng)爭(zhēng)性的AMP活化蛋白激酶(AMPK)抑制劑(在5 µM ATP且無(wú)AMP的情況下,Ki = 109 nM),不僅影響包括JAK3,PKA,PKCθ,SYK和ZAPK在內(nèi)的幾種與結(jié)構(gòu)相關(guān)的激酶的活性,還抑制I型骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)受體(ALK2,ALK3和ALK6)。此外,最近,Dorsomorphin已顯示出通過(guò)不依賴AMPK抑制作用的Akt / mTOR途徑阻斷,在癌細(xì)胞中誘導(dǎo)保護(hù)性自噬。 |
2683 | 鹽酸洛哌丁胺 | 洛哌丁胺是一種止瀉藥,可作為非選擇性的Ca²2通道阻滯劑,在納摩爾濃度(Ki = 2 nM)下,洛哌丁胺與μ阿片受體結(jié)合,也可作為獨(dú)立于mTOR的自噬增強(qiáng)劑。 |
B1977-500 | Rasfonin | Rasfonin是從Talaromyces sp中分離的,它是ras依賴性細(xì)胞中的選擇性凋亡誘導(dǎo)劑,Rasfonin誘導(dǎo)自噬并伴隨Akt磷酸化的上調(diào)。 |
1827-10 | Rottlerin | Rottlerin最初報(bào)道為是對(duì)PKCδ具有選擇性的蛋白激酶C同工型抑制劑,然而,最近的研究表明,Rottlerin在體外不能阻斷PKCδ的活性,但能阻斷其他激酶和非激酶蛋白,并能高效激活多個(gè)Ca 2+敏感的K +通道,通過(guò)抑制mTORC1誘導(dǎo)自噬。 |
9580-5 | SBI-0206965 | SBI-0206965是選擇性的,細(xì)胞滲透性的自噬激酶ULK1抑制劑,它抑制ULK1激酶IC 50為108 nM, 抑制ULK2 IC 50為711 nM。SBI-0206965通過(guò)抑制細(xì)胞中ULK1介導(dǎo)的磷酸化事件,調(diào)節(jié)自噬和細(xì)胞存活。SBI-0206965與雷帕霉素(mTOR)抑制劑的機(jī)制靶標(biāo)極大地協(xié)同作用,可以殺死腫瘤細(xì)胞。 |
1865-5 | SMER28 | SMER28是一種細(xì)胞滲透性物質(zhì),獨(dú)立于mTOR的機(jī)制,充當(dāng)自噬的正調(diào)節(jié)劑,SMER28增加自噬體的合成并增強(qiáng)模型自噬底物如A53Tα-突觸核蛋白和突變亨廷頓蛋白片段的清除,它在亨廷頓舞蹈。℉D)的果蠅模型中也具有保護(hù)作用。 |
2258-5 | 黃腐酚 | 黃腐酚是一種細(xì)胞滲透性的,生物活性類黃酮抗氧化劑,與含valosin蛋白的蛋白質(zhì)(VCP)的N末端結(jié)構(gòu)域結(jié)合,該蛋白質(zhì)是自噬小體成熟的必需蛋白質(zhì)。黃腐酚會(huì)抑制VCP的功能,從而損害自噬體的成熟并導(dǎo)致微管相關(guān)蛋白1輕鏈3-II(LC3-II)的積累。 |
自噬熒光染色試劑盒:
艾美捷還提供全系的自噬相關(guān)的抗體,這里篇幅有限,暫不列舉,有需要的親們可以聯(lián)系小艾。
作為全球生命科學(xué)公司的領(lǐng)導(dǎo)者,BioVision在開發(fā)和研究細(xì)胞凋亡,代謝方面具有卓越的影響力。包括檢測(cè)試劑盒,抗體,重組蛋白和酶等多種產(chǎn)品,以及其他創(chuàng)新的研究工具。除了細(xì)胞凋亡和代謝分析方面的傳統(tǒng)領(lǐng)域,BioVision的高品質(zhì)產(chǎn)品還覆蓋細(xì)胞增殖,細(xì)胞應(yīng)激,細(xì)胞損傷和修復(fù),糖尿病,肥胖和代謝綜合癥,干細(xì)胞生物學(xué),基因調(diào)控,信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個(gè)細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域。BioVision的產(chǎn)品目前正銷往全球60多個(gè)國(guó)家。
艾美捷科技作為BioVision在中國(guó)的區(qū)域總代理,艾美捷將與BioVision一起為研究者們提供最好、最新的細(xì)胞生物學(xué)研究工具而不斷擴(kuò)大產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量。如果您對(duì)上述產(chǎn)品感興趣,請(qǐng)致電免費(fèi)客戶專線400-6800-868到艾美捷科技有限公司垂詢相關(guān)的產(chǎn)品信息及完整實(shí)驗(yàn)解決方案。