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神经元自噬:神经元自噬的分子机制和自噬相关的神经退行性疾病

已有 4565 次阅读 2021-3-19 05:30 |个人分类:医学知识|系统分类:科研笔记

神经元自噬:神经元自噬的分子机制和自噬相关的神经退行性疾病。

自噬是一种细胞内降解途径,其特征是含有细胞溶质成分的自噬体进入溶酶体进行降解。自噬从酵母到哺乳动物都高度保守。它一般有三种主要类型:大自噬、伴侣介导的自噬(CMA)和微吞噬。尽管所有三种自噬方式都会在溶酶体内发生细胞基质降解,但每一种途径都有其独特的特点。在三种自噬中,大自噬的特征大多很好。大自噬将包括蛋白质、脂类、糖、RNA和线粒体等细胞器在内的胞质成分固定到自噬体中,并与溶酶体融合降解。根据溶酶体中降解的细胞器类型,有一些细胞器特异性自噬的例子,如有丝分裂、核糖吞噬、网吞噬和嗜酸。虽然自噬通常被称为非选择性降解过程,但伴侣介导的自噬是一种选择性的降解途径。含有KFERQ样肽基序的蛋白质被靶向溶酶体,以降解它们。第三种自噬形式,称为微吞噬,涉及溶酶体对少量细胞质区的胞浆细胞增多。尽管从酵母到人类的自噬是保守的,但某些类型,如CMA,在高等真核生物中已被鉴定,但在酵母中却没有。

自噬被称为II型程序性细胞死亡,即自噬细胞死亡,其特征是细胞死亡时自噬空泡的积累。过多的自噬活性可能导致自毁和细胞死亡或自噬活性不足(或自噬通量不平衡)可能导致细胞死亡。自噬在应激条件下已经得到了广泛的研究,如饥饿或有毒成分的积累,包括蛋白质或受损的细胞器。饥饿下自噬的主要作用是通过降解细胞基质为细胞存活提供能量。

研究表明,自噬途径参与了正常发育、细胞内稳态、寿命延长、肿瘤抑制、免疫等生理过程,以及应激相关条件。因此,自噬功能的失灵会导致多种人类疾病,包括传染病、癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。此外,还证明在一些疾病中,通过清除受损细胞中的有毒成分,可以诱导和激活自噬来保护细胞免受神经元细胞死亡。

尽管所有细胞类型都有自噬途径,但越来越多的证据表明,以细胞类型特异的方式进行自噬调节的重要性。神经元具有高度特殊的结构、轴突和树突,其中大量的蛋白质、RNA和脂质分子合成、传递和降解,因为它们在突触生长和突触活性中具有动态功能。神经元的另一个特征是,它们是非分裂细胞,它们比分裂细胞更敏感的有毒成分积累。因此,在生理条件下对细胞质组分降解的严格控制

自噬在应激条件下已经得到了广泛的研究,如饥饿或有毒成分的积累,包括蛋白质或受损的细胞器。饥饿下自噬的主要作用是通过降解细胞基质为细胞存活提供能量。自噬途径参与了正常发育、细胞内稳态、寿命延长、肿瘤抑制、免疫等生理过程,以及应激相关条件。因此,自噬功能的失灵会导致多种人类疾病,包括传染病、癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。此外,还证明在一些疾病中,通过清除受损细胞中的有毒成分,可以诱导和激活自噬来保护细胞免受神经元细胞死亡。

尽管所有细胞类型都有自噬途径,但越来越多的证据表明,以细胞类型特异的方式进行自噬调节的重要性。神经元具有高度特殊的结构、轴突和树突,其中大量的蛋白质、RNA和脂质分子合成、传递和降解,因为它们在突触生长和突触活性中具有动态功能。神经元的另一个特征是,它们是非分裂细胞,它们比分裂细胞更敏感的有毒成分积累。因此,严格控制细胞质组分在生理和病理条件下的降解,对于其生存和维持其特殊功能具有重要意义。此外,大脑需要高能量,这取决于外部营养物质的供应,可能有一个高度调节的机制,在极度饥饿或糖尿病的情况下提供营养物质。因此,通过自噬控制包括蛋白质和Oragnels在内的神经元成分对其在有丝分裂后特殊神经元中的存活至关重要。事实上,抑制自噬被认为会导致成熟神经元的神经脱毒,这表明自噬可能调节神经元的稳态。自噬途径在神经生理和病理学中神经退行性疾病中有重要意义。

神经元具有高度动态的细胞过程,其功能具有适当的功能,如细胞生长、突触形成或突触可塑性,通过调节蛋白质的合成和降解。因此,神经元蛋白质的质量控制对其生理和病理学都有重要意义。自噬是一种细胞降解途径,通过它,细胞溶酶体组分被固定在自噬体中,与溶酶体组分融合后降解。因此,自噬途径在生理和病理条件下对神经元的存活和神经功能有重要作用。科学研究发现,基底自噬或自噬通量失衡导致神经退变。在阿尔茨海默病(AD)、亨廷顿病(HD)、帕金森病(PD)或额颞部痴呆(FTD)等几种神经退行性疾病的受影响神经元中,自噬体异常积聚。因此,了解自噬与几种神经疾病的关系将是新的神经疾病治疗干预的第一步。




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