比利时科学家Christian de Duve在上世纪50年代通过电镜观察到自噬体(autophagosome)结构,并且在1963年溶酶体国际会议(CIBA Foundation Symposium onLysosomes)上首先提出了「自噬」这种说法。因此ChristiandeDuve被公认为自噬研究的鼻祖。Christian de Duve也因发现溶酶体,于1974年获得诺贝尔奖。
目前根据发生过程分为三类:Macroautophagy,Microautophagy和Chaperone-mediated autophagy(CMA),通常说的自噬泛指Macroautophagy,以下若无特殊说明都指第一类。
自噬是细胞内的一种「自食(Self-eating)」的现象,凋亡是「自杀(Self-killing)」的现象,二者共用相同的刺激因素和调节蛋白,但是诱发阈值和门槛不同,如何转换和协调目前还不清楚。自噬是指膜(目前来源还有争议,大部分表现为双层膜,有时多层或单层,)包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等形成自噬体(autophagosome),并与内涵体(endosome)形成所谓的自噬内涵体(amphisomes),最后与溶酶体融合形成自噬溶酶体(autophagolysosome),降解其所包裹的内容物,以实现细胞稳态和细胞器的更新
那么怎么检测细胞自噬呢?目前有以下三种方法:
ScienCell:8138 (活/死细胞检测试剂盒)
① 自噬标志物( lc3)检测
自噬形成时,胞浆型 lc3(即 lc3-i)会酶解掉一小段多肽,转变为(自噬体)膜型(即 lc3-ii),lc3-ii/i 比值的大小可 估计自噬水平的高低。lc3 这一转变过程可被 western blot 和荧光显微镜检测到,现已成为监测自噬体形成的推荐方法。在哺 乳动物中,lc3 包含 3 种亚型:lc3a、lc3b、lc3c,分布在不同的组织中,因此需要用不同的抗体去鉴定这3种亚型。
② gfp-lc3 单荧光自噬指示体系
利用 lc3 在自噬形成过程中发生聚集的现象构建了 gfp-lc3 指示体系,无自噬时,gfp-lc3 融合蛋白弥散在胞浆中;自噬形成 时,gfp-lc3 融合蛋白转位至自噬体膜,在荧光显微镜下形成多个明亮的绿色荧光斑点,一个斑点相当于一个自噬体,可以通 过计数来评价自噬活性的高低。
③ mrfp-gfp-lc3 双荧光自噬指示体系
mrfp-gfp-lc3 融合蛋白的病毒产品 mrfp 用于标记及追踪 lc3,gfp 的减弱可指示溶酶体与自噬小体的融合形成自噬溶酶体。由于 gfp 荧光蛋白对酸性敏感(ph 敏感),当自噬体与溶酶体融合后 gfp 荧光发生淬灭,而 mrfp 相对稳定,因此只能检测到红色荧光。
凋亡:细胞皱缩、体积缩小;部分细胞器、核糖体和核碎片被细胞膜包裹形成 凋亡小体,从细胞表面出芽脱落,最 后被具有吞噬功能的细胞吞噬;磷脂酰丝 氨酸外翻;细胞核染色质浓缩、边缘化、染色质dna断裂。
自噬:部分细胞器肿大,在细胞质中形成包裹细胞质内容物的双层膜囊泡结构 ,再与溶酶体结合实现内容物的降解。
坏死:细胞胀大,胞膜破裂,细胞内容物外溢,核变化较慢,dna降解不充分 ,引起局部严重的炎症。