酵母中细胞自噬的研究进展.pdf

中国细胞生物学学报 Chinese Journal of Cell Biology 2010, 32(6): 829-839 特约综述 我们的研究主要是以酵母为模式生物, 利用分子生物学、细胞生物学方法寻找作用 于自噬体形成过程的新基因, 进一步揭示自噬体形成的分子机理, 理清上游信号转 导网络对细胞自噬的调节作用。 /chinese/department/molecular/xiezhiping.asp 酵母中细胞自噬的研究进展 1 2 1* 王海燕 　倪 涛 　谢志平 1 2 ( 南开大学医学院, 天津 300071; 南开大学生命科学学院, 天津 300071) 摘要　　细胞自噬是真核生物中高度保守的一类亚细胞降解途径。它通过降解细胞内组分维 持细胞内生理平衡并帮助细胞度过逆境。细胞自噬在生物体生长发育、免疫防御、细胞程序性死 亡、肿瘤抑制、预防神经退行性病变等方面有非常重要的作用。酵母是目前细胞自噬研究最充分 的模式生物, 其中分子机制及其他方面的研究成果对整个真核生物细胞自噬的研究有很关键的作 用。本综述旨在对近年来酵母中关于细胞自噬的研究进展和常用检测手段作一概括总结。 关键词　　细胞自噬; 分子机制; 酵母; 检测手段 1 前言 十世纪六十年代初发现。二十世纪九十年代初, 以 细胞自噬(Autophagy)是对维持真核生物健康有 Daniel J.Klionsky 、Yoshinori Ohsumi 为代表的一批 关键作用的一类亚细胞降解途径[1,2] 。细胞自噬一词 细胞生物学家以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 泛指溶酶体(Lysosome)(酵母中为液泡, Vacuole)介导 为模式生物展开了相关基因的筛选和细胞生物学的 的细胞质降解过程。与蛋白酶体(Proteasome)相比, 研究。到目前为止酵母中已经有34 种细胞自噬相关 溶酶体具有更强大的降解能力, 因此细胞自噬可以大 基因(ATG, AuTophagy-relaetd Genes)被发现(功能及 批量的降解从可溶蛋白到完整细胞器在内的胞内物 同源物情况见表1)[7] 。经过二十多年的积累, 酵母已 质。细胞自噬在生物体生长发育、免疫防御、细 成为细胞自噬分子机制研究最为充分的模式生物。 胞程序性死亡、肿瘤抑制、神经性病变抑制等方面 本文介绍的重点是在酿酒酵母中发生的宏自 有非常重要的作用[3~5] 。 噬。这一过程在自噬体组装位点(PAS, Pre-autopha- 根据包裹物质及运送方式的不同, 细胞自噬可以 gosomal structure/Phagophore assembly site)发生, 自 分为宏自噬(Macroautophagy) 、微自噬(Microauto- 噬体前体膜囊(Phagophore/Isolation membrane)在相关 phagy )和分子伴侣介导的自噬(Chaperone-mediated 蛋白的作用下扩展、生长成双层膜结构的自噬体, autophagy) 。宏自噬通过形成具有双层膜结构的自 细胞质物质同时被包裹进自噬体内腔; 随后自噬体的 噬体(Autophagosome)包裹胞内物质, 最终自噬体与溶 外膜与液泡融合, 其内膜与内含物被水解酶降解为氨 酶体融合; 微自噬通过溶酶体或液泡表面的形变直接 基酸等小分子物质, 为细胞重新利用, 帮助细胞度过 吞没特定的细胞器; 分子伴侣介导的自噬通过分子伴 逆境[1]( 图1)。细胞自噬既可以是非选择性的, 也可 侣将胞浆蛋白解折叠导入溶酶体内腔。 细胞自噬现象最初由Christian de Duve等[6]在二 * 通讯作者。Tel: 022-234995