热休克反应与自噬协同调控

蛋白质质量控制（proteostation）依赖于蛋白质的不断降解和再合成，对于从单个细胞到整个生物体的系统的正常稳态至关重要。细胞具有多种维持蛋白质稳定的机制和过程。在光谱的一端，热休克蛋白调节蛋白质折叠和修复。另一方面，蛋白酶体和自噬以及其他溶酶体依赖系统在功能失调蛋白质的降解中发挥作用。新墨西哥大学健康、运动与运动科学中心内科、流行病学和生物统计学系诺和诺德基金会蛋白质研究中心和丹麦哥本哈根大学健康与医学院研究人员探讨了这些系统如何相互作用以维持蛋白质稳定。热休克控制自噬的直接细胞数据和人体运动相关变化的时间进程都支持热休克反应和自噬密切相关的模型。研究运动应激与蛋白质稳定的分子调控之间的联系，可以证明热休克反应和自噬协调并经历连续的激活和下调，这对于真核生物系统中正确的蛋白质稳定是必不可少的（Dokladny, et al. ）。

慢性冷暴露后小鼠海马的应激损伤和自噬

冷暴露是导致皮肤冻伤以及各种疾病的一种外部应激因素。雌激素可能参与冷暴露后的神经保护。为了探讨雌激素的作用机制，河南大学生命科学学院神经生物学研究所河南应用技术职业学院的研究人员进行了一项研究，让小鼠暴露于10°C下7天，0-4°C下30天，以诱导慢性冷暴露模型。结果显示，海马CA1区氧化应激相关c-fos和环氧合酶2的表达、MAP1LC3标记的自噬细胞、Iba1标记的活化小胶质细胞和白细胞介素-1β阳性锥体细胞增多。慢性冷暴露可显著升高血液中雌激素水平和雌激素受体、G蛋白偶联受体30。这些结果表明，神经免疫反应性参与了慢性冷暴露诱导的病理改变，包括氧化应激、神经元自噬和神经免疫反应性。此外，雌激素对冷暴露有神经保护作用。

应激反应是指生物体对外部或内部环境变化的反应。当在恒定的体温下进行时，生理功能是最佳的。冷暴露是一种外部应激因素，可导致皮肤冻伤，并损害各种生理过程，包括运动、心血管、免疫和神经系统，导致各种疾病。因此，了解冷暴露对健康的危害具有重要意义。个体对冷应激的反应机制非常复杂，因为涉及到许多细胞、器官和系统。在系统和器官水平，冷应激激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，刺激交感神经。此外，血管收缩可减少热辐射。在细胞水平上，冷刺激可诱导氧化应激，导致细胞损伤甚至凋亡。

Terrien等人（2011年）和Sugama等人（2011年）报告说，急性寒冷早在暴露后30分钟就诱导小胶质细胞活化。此外，冷暴露增加了海马和下丘脑的白细胞介素-1β免疫反应性。我们之前的研究报道，雌激素可能参与慢性冷暴露后的神经保护。他们的研究调查了慢性冷暴露后氧化应激、神经元自噬、神经免疫反应性和雌激素水平的变化，以阐明相关的病理改变、细胞应激反应和雌激素介导的神经保护机制（Qu, et al. 2017.）。

突触重塑是维持正常脑功能的重要生理现象。外伤是引发突触重塑异常的原因之一，导致神经退行性变。

有大量的临床试验试图治愈神经退行性变。治疗性低温是改善神经退行性疾病症状的一个具有挑战性的方法。治疗性低温对病人是神经保护；抑制神经元凋亡与炎症反应。RBM3（RNA结合基序蛋白3），这是一种冷休克蛋白，在哺乳动物暴露在低温下，负性调节神经退行性变的进展。

轻度冷休克（25℃）后37℃升温对细胞应激反应的影响

在许多情况下，细胞、组织和器官的温度会发生变化。将培养中的细胞温度降低到25°C持续5天，然后再加热到37°C会影响细胞生物学并诱导细胞应激反应。细胞增殖在亚低温期间几乎停滞，回到37℃后没有恢复。冷休克基因CIRBP和RBM3的表达在25℃时增加，在复温后恢复到基础水平，而热休克蛋白HSP70的表达则相反。流式细胞仪分析显示促凋亡途径激活，Bax/Bcl2和BclXS/L比值增加。伴随自噬体相关蛋白LC3II和AKT磷酸化表达增加，提示自噬和促生存途径同时激活。然而，大量细胞在复温24小时后死亡。DNA损伤的发生可以通过p53和H2AX的磷酸化增加来证明，H2AX是DNA断裂的标志。自由基氧自由基（ROS）清除剂N-乙酰半胱氨酸显著降低了细胞凋亡，说明在轻度冷休克和复温过程中ROS、DNA损伤和细胞死亡之间存在因果关系。这些数据为亚低温和复温在各种研究和治疗领域的潜在有害影响带来了新的见解。

慢性冷暴露诱导神经氧化应激、炎症损伤和自噬。免疫反应是由小胶质细胞和IL-1β和IL-6阳性细胞数量的增加引起的。此外，冷暴露后血液雌激素水平和GPR30表达增加。我们的研究表明，氧化应激、自噬和通过雌激素介导的免疫反应在冷暴露反应中具有神经保护功能。我们的数据进一步有助于我们了解冷冻医学和新的临床治疗策略。此外，这些数据将有助于研究极端寒冷环境下的军事生存和运动表现（Neutelings, et al. ）。