细胞自噬医学宣教
细胞自噬及其在治疗疾病中的应用
细胞自噬及其在治疗疾病中的应用一、细胞自噬的意义自噬是一种细胞内溶酶体结构功能的重要机制，主要功能是维持细胞内部环境的平衡，保证细胞内部的代谢正常进行。
在人体内，自噬发挥着重要的生理作用，如对细胞代谢产生的过程中产生的有害物质进行清理、蛋白质合成过程中产生的错误蛋白进行清理等。
同时，自噬也对维护生命过程的完成和扩大具有重要的意义。
二、细胞自噬的过程与机制细胞自噬主要分为三个阶段，形成噬菌体、溶菌体-内液体和降解。
形成噬菌体表明，未来溶菌体可以结合溶酶体内的废物与之进行交换。
溶菌体-内液体的形成可视为溶菌体与噬菌体互动的结果，内液体大小根据溶液释放速度有所不同，是细胞内组织内液减少的重要机制。
最后，自噬体内液进行蛋白质的分解，可以释放出氨基酸等分子，在再次合成蛋白质时充当物质。
细胞自噬主要分为四种类型，因结构和功能不同而有所区别，包括微噬、体外噬、微小噬和噬菌体。
噬菌体是一种比较普遍的自噬类型，常常出现在细胞发育以及对应的细胞死亡过程中使用。
噬菌体常常是由被囊泡化的细胞内组分进行连接而成。
三、细胞自噬在治疗疾病中的应用细胞自噬不仅对维持生理平衡有着重要的作用，同时还对许多疾病治疗产生着积极的作用。
例如，在肿瘤治疗中，细胞自噬起到了两方面的作用，一方面是促进肿瘤细胞的生长和扩散，另一方面则是加速细胞的死亡。
在这个基础上，研究人员正着力研究自噬抑制剂的疗效，来达到提高肿瘤细胞的灭活率，限制肿瘤生长的目的。
同时，在神经病学领域，出现了类似神经退行性疾病和老年痴呆症的疾病，他们之所以能通过细胞自噬的效果来实现治疗，是因为自噬作为一种细胞代谢转化机制的存在，可以清除老化细胞的垃圾和其他代谢物，防止神经元老化进一步的影响。
四、表现出自噬现象的一些疾病相比之下，细胞自噬异常也会成为许多疾病的主要标志。
例如，多种疾病和基因中都存在自噬异常现象，以及严重的细胞存活不畅和损害存在脑和乳腺组织中。
对于这一点，如果仅仅注重治疗疾病的特效，反会存在副作用，诱发细胞自噬的正常失调，最终引发其他系统的损害和伤害。
细胞自噬在医学研究中的应用
细胞自噬在医学研究中的应用细胞自噬是个非常神奇的生物学现象，在许多领域中都有着广泛的应用。
在医学研究中，细胞自噬不仅可以成为治疗各种疾病的新方法，而且还可以为我们深入了解疾病的机制提供重要的线索。
细胞自噬的基本原理是通过分解细胞内部的蛋白质或其他有机物，将这些废弃物质引导到细胞溶酶体内进行降解，以供细胞利用。
这一过程与许多疾病的发生有着密切的关系，如神经系统退行性疾病、癌症、心脏病、糖尿病和肝病等等。
因此，研究细胞自噬的分子机制对于治疗这些疾病是至关重要的。
在治疗神经系统退行性疾病方面，自噬过程对于神经元的正常生长和功能至关重要。
这是因为这些疾病通常是由于蛋白质聚集和沉积导致的细胞死亡引起的。
研究发现，许多神经元退行性疾病都与自噬失调有关，因此利用自噬恢复细胞功能的方法可能会成为这些疾病的新疗法。
在癌症治疗方面，细胞自噬同样具有非常重要的作用。
自噬过程可以使癌细胞发生自我消耗，从而有效地抑制肿瘤的生长和扩散。
此外，自噬还可以加强对癌症治疗药物的敏感性，从而使药物更好地发挥作用。
心脏病、糖尿病和肝病等疾病也与自噬失调有关。
例如，心脏病发生时，细胞内的自噬过程会显著减少寿命，从而导致心肌细胞的逐渐退化和功能下降。
因此，恢复正常的细胞自噬过程可能成为治疗心脏病的有效方法。
除了治疗疾病的方法外，细胞自噬还可以为我们提供了深入了解疾病机制的重要线索。
例如，许多疾病的特定基因和蛋白质表达异常，或会导致自噬失调的发生。
通过研究这些蛋白质和基因与细胞自噬过程间的关系，我们可以了解到有关特定疾病的详细信息，并为开发新的治疗方法提供指导。
细胞自噬作为一种非常重要的细胞分解机制，其广泛的应用前景备受医学研究者们的青睐。
尽管我们仍需要不断地深入研究细胞自噬的分子机制，但展望未来，在细胞自噬研究的推动下，更多的疾病将得到有效治疗。
细胞自噬培训(一)
液泡内不会出现自噬小体。
ATG -/-
在饥饿状态下只能存活两天。
Autophagy-细胞自噬分子机制
自噬调控基因
Autophagy-细胞自噬分子机制
自噬调控基因
Autophagy-细胞自噬分子机制
✓ 1977年回到东京大学任助教，9年之后1986年晋升讲师。
✓ 1981年 大隅良典和安乐泰宏教授在《生物化学杂志》（J. Biol. Chem.）上联合发表文章：占酵母细胞体积30%的液泡并非只是一 个“垃圾池”，它实际上在不断地向外输送氨基酸、离子等物质，从 而使酵母细胞质得以维持稳定态-开启了液泡膜ATP水解酶研究。
Autophagy-细胞自噬
➢细胞自噬发展历史
✓ 1956年,洛克菲勒大学教授德迪夫（Christian de Duve，19172013）借助光学显微镜和电子显微镜观察到了动物细胞中的溶酶 体.
Autophagy-细胞自噬
➢细胞自噬发展历史
✓ 1963年，Christian de Duve在溶酶体国际会议上提出，将描述 细胞内由包裹细胞质和细胞器送入溶酶体的过程命名为“自噬”
Autophagy-细胞自噬
➢细胞自噬发展历史
✓ 1956年，圣路易斯华盛顿大学医学院的Sam Clark用电镜观察新 生小鼠肾脏组织时发现细胞中有大量具有膜性结构的致密体，而 且其中常含有类似于线粒体等的胞质结构。
Autophagy-细胞自噬
➢细胞自噬发展历史
✓ 1956年，Sam Clark用电镜观察新生小鼠肾脏组织时发现细胞中 有大量具有膜性结构的致密体，而且其中常含有类似于线粒体等 的胞质结构。
细胞自噬的机制与生理功能
细胞自噬的机制与生理功能细胞自噬是一种重要的细胞代谢途径，通过将损坏、老化或无用的细胞器或蛋白质分解成小分子物质，为细胞提供能量和原始物质，维持细胞的正常功能和稳态。
本文将介绍细胞自噬的机制和生理功能。
自噬的机制细胞自噬是一种复杂的生物学过程，包括自噬诱导、自噬体形成、自噬体融合、降解、物质运输等多个步骤。
自噬诱导是指细胞在受到各种内外因素刺激后，通过特定的信号传导通路激活最初的自噬反应。
一般来说，细胞受到缺乏营养、氧化损伤、感染、应激等刺激后，会激活自噬基因Atg的表达，产生一系列自噬相关蛋白，包括ATG5、ATG7、ATG12等，进而形成自噬体。
自噬体主要是由自噬膜包裹的含有废旧蛋白、细胞器等物质的囊泡，形成后自噬体内的降解酶蛋白酶体在自噬体融合后开始分解被包裹的物质。
最终，分解产生的小分子物质通过自噬体与细胞质之间的相互渗透，提供细胞能量和基本原料。
自噬的生理功能细胞自噬是一种重要的机制，可以维持细胞正常的功能和稳态。
以下将介绍细胞自噬的生物学功能。
1.维护细胞稳态细胞自噬是维护细胞稳态的一种重要机制，通过清除细胞内的垃圾，包括损坏的蛋白质和遗传物质，维护细胞内环境的稳定。
2.解毒和抗氧化自噬是维持细胞内环境纯洁的一个主要因素，能够清除与细胞代谢有关的一系列有害物质，包括过氧化氢、二甲基黄醛等，防止它们的积累和对细胞的有害作用。
3.参与病毒感染和免疫逃逸细胞自噬在免疫功能方面起着重要作用，当感染病毒或其它细菌时，自噬体可以通过促进细胞内抗病毒免疫反应和干扰生长，对感染的病原体进行清除。
4.代谢和能量维持自噬是细胞的一种基本代谢方式，能够解析细胞内的储存水果糖，三酸甘油酯等物质，将其转化为能量和原始物质，维持细胞正常的代谢状态和能量供给。
5.维持生命细胞自噬在维持生命上起着非常重要的作用，维护细胞和组织稳态，调节细胞生长和分化、细胞再生等重要的发育过程，同时也对细胞死亡起着关键作用，通过调控自噬的程度和时效，维护身体内细胞死亡和细胞更新的平衡。
自噬(入门级知识)
自噬的过程
4）自噬体与溶酶 体融合形成 autolysosome， 期间自噬体的内 膜被溶酶体酶降 解，2者的内容物 合为一体，自噬 体中的'货物'也被 降解，产物（氨 基酸、脂肪酸等） 被输送到胞浆中， 供细胞重新利用， 而残渣或被排出 细胞外或滞留在 胞浆中。
1）细胞接受自 噬诱导信号后， 在胞浆的某处 形成一个小的 类似'脂质体'样 的膜结构，然 后不断扩张， 被称为 Phagophore。
大自噬（Macroautophagy）即我们说的自噬 （autophagy）;由内质网来源的膜包绕待降解物形成自噬体， 然后与溶酶体融合并降解其内容物; 目 前 根 据 发 生 过 程 分 为 三 类
微自噬（Microautophagy）：是指溶酶体主动、直接吞噬胞 浆成分的一种方式;
分子伴侣介导的自噬(Chaperone-mediated autophagy， CMA)：一些分子伴侣，如hsp70，能帮助未折叠蛋白转位入 溶酶体。通常说的自噬泛指Macroautophagy.
Autophagy 自噬
细胞自噬(autophagy or autophagocytosis)： 是细胞内的一种“自食（Self-eating）”的现象，是细胞 在自噬相关基因(autophagyrelated gene，Atg)的调控下， 利用质膜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。
2）Phagophore 不断延伸，将胞浆 中的任何成分，全 部揽入，然后'收口 '，成为密闭的球状 的 autophagosome， 即'自噬体'。
细胞自噬知识点
细胞自噬知识点在生命的微观世界里，细胞自噬就像是一位勤劳的“清洁工”，时刻维持着细胞内部的秩序与平衡。
接下来，就让我们一起深入探索细胞自噬这个神奇而又重要的生命现象。
细胞自噬，简单来说，就是细胞通过一系列复杂的机制，将自身内部受损的细胞器、错误折叠的蛋白质以及入侵的病原体等“垃圾”进行降解和回收利用的过程。
这就好比我们的家庭定期进行大扫除，把不需要的东西清理掉，以保持环境的整洁和有序。
那么，细胞自噬是如何发生的呢？它主要包括几个关键的步骤。
首先是自噬体的形成。
细胞内会产生一种叫做隔离膜的结构，它会逐渐包裹需要被降解的物质，最终形成一个双层膜结构的自噬体。
这个自噬体就像是一个专门装垃圾的袋子。
然后，自噬体与溶酶体融合。
溶酶体就像是细胞内的“垃圾处理站”，里面含有各种水解酶，可以将自噬体包裹的物质分解成小分子物质，比如氨基酸、脂肪酸等。
这些小分子物质可以被细胞重新利用，为细胞的生命活动提供能量和物质基础。
细胞自噬对于细胞的生存和正常功能发挥着至关重要的作用。
它就像是细胞的一种自我保护机制。
在营养缺乏的情况下，细胞可以通过自噬降解一些非必需的成分，为细胞提供必要的营养物质和能量，帮助细胞度过难关。
比如，当我们长时间不进食时，身体的细胞就会启动自噬过程，来维持基本的生命活动。
细胞自噬还能够清除细胞内受损的细胞器。
就像老化的机器零件需要更换一样，受损的细胞器如果不及时清理，可能会影响细胞的正常功能，甚至导致细胞死亡。
通过自噬，细胞可以及时清除这些“隐患”，保证细胞的正常运转。
另外，细胞自噬在对抗病原体入侵方面也发挥着重要作用。
当病原体进入细胞后，细胞可以通过自噬将其包裹起来，并在溶酶体中进行降解，从而保护细胞免受病原体的侵害。
不仅如此，细胞自噬与许多疾病的发生和发展也密切相关。
在神经退行性疾病中，比如帕金森病、阿尔茨海默病等，细胞内错误折叠的蛋白质积累，如果细胞自噬功能出现障碍，无法及时清除这些异常蛋白质，就可能导致神经元的损伤和死亡。
细胞自噬知识点
细胞自噬知识点自噬是细胞内一种常见的细胞质降解方式，它是一种重要的生理过程，调节细胞内物质的平衡和生长发育等生命活动。
它通过细胞内自身的一些成分来完成，并且在哺乳动物中作为一种重要的免疫过程，参与清除细胞内的一些病原菌和蛋白质、细胞器等物质。
下面，我们就来详细了解一下细胞自噬的知识点。
一、自噬的类型细胞自噬主要分为三种类型：人工突变诱导的道路（Macroautophagy）、微小囊泡性自噬（Microautophagy）以及自噬体亡灭（Autophagic Cell Death, ACD）。
前两种是正常的自噬过程，而最后一种则是一种极端的自噬，当细胞内的负担过大时，会出现ACD，这会引起细胞结构漏洞、自噬泡合并和细胞核碎裂等一系列症状。
二、自噬过程自噬的过程分为自噬体的形成、自噬体的运输与物质降解和自噬体的降解产物出口三个阶段，自噬的过程主要由Atg基因（Autophagy related gene）来控制，其中最重要的催化酶是蛋白酶体酶，这种催化酶能够加速细胞内的降解过程，同时在细胞外分泌蛋白质分解产物。
三、自噬和疾病近年来研究发现，自噬在细胞周期调控、代谢调控中发挥着极为重要的作用。
同时它还被发现与疾病有一定的关系。
例如，肿瘤、肥胖等疾病的目前研究都与自噬有关，较为恶性的肿瘤中并且长时间爆发的肥胖现象都可能是由于自噬的功能受到了破环。
四、自噬调控通路自噬在人体的机体内，需要依靠一定的调控通路进行控制，多种细胞信号途径都可以影响自噬通路的发挥作用。
例如，通过与ATP或者AMPK结合来调节自噬的通路。
此外，还有一些细胞膜泡的相关蛋白和脱氢酶酶系统等通路，可以影响自噬调控通路的发挥。
五、自噬与免疫反应自噬在哺乳动物的免疫反应过程中发挥着极其重要的作用。
它可以调控免疫效应器的作用，除此之外，还可以通过细胞自身对病原体的识别，调控颗粒吞噬、炎症反应等机体免疫反应过程。
同时，在某些独特的病原体内，自噬还可以发挥清除作用，防止病原体进入人体。
细胞自噬及其在生物学中的重要作用
细胞自噬及其在生物学中的重要作用细胞自噬是细胞内部的一种重要代谢途径，它可以降解和回收有损或老化的细胞结构和蛋白质，从而为细胞提供能量和代谢物，同时也可以帮助细胞抵御外界环境的压力和适应不同的生存环境。
细胞自噬在生物学研究中具有重要的作用，不仅涉及到细胞的生命活动和疾病发生发展过程，还涉及到生命体系的进化和适应。
一、细胞自噬的基本机制细胞自噬是由一个复杂的系统控制的，需通过多个蛋白质在细胞内协调作用。
整个过程中，细胞将有损或不需要的细胞结构或蛋白质包裹在泡状物（自噬体）中，随后自噬体与溶酶体融合，被降解和回收。
其中最为重要的是ATG蛋白家族，包括ATG1到ATG14等16个蛋白质，它们在细胞自噬过程中起到不可替代的作用。
二、细胞自噬在细胞功能和代谢中的作用1、回收和降解细胞有损或老化的结构和蛋白质细胞自噬可以回收和降解细胞内部的有损或老化的结构和蛋白质，例如细胞膜、线粒体、内质网以及各种蛋白质和核酸等，从而为细胞提供了能量和代谢物，并维持了正常的生命活动。
特别是在压力和营养缺乏的情况下，细胞自噬尤为重要，可以在细胞内部进行有效的代谢和能量转化，并保持细胞的稳态。
2、应对外界环境变化和适应性演化细胞自噬还可以帮助细胞应对外界环境变化，例如细胞在面对氧化压力、感染和炎症等情况时，可以通过自噬来修复细胞内部的损伤和抵抗病原体的侵袭，从而保护细胞和机体免受伤害。
此外，细胞自噬还可以帮助生物适应不同的生存环境和进行进化，例如在饥饿和干旱等逆境中，细胞自噬可以调节代谢和增强生存能力，从而有利于生物的进化和繁衍。
三、细胞自噬与疾病的关系1、癌症和心血管疾病细胞自噬与癌症和心血管疾病密切相关。
一方面，细胞自噬可以防止癌细胞的形成和生长，因为自噬可以降解没有受到正确修复的DNA和RNA，由于细胞自噬可以降低蛋白质水平，所以可以阻止癌细胞形成的一种途径。
另一方面，细胞自噬也可以调节心血管疾病，例如可以降低血液中的胆固醇和甘油三酯的含量，保护心血管系统的正常功能。
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（诱导因素：营养和能量缺乏、氧化应激、感 染、蛋白质大量聚集）
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Autophagy
通过自噬, 细胞可以在饥饿条件下存活数天甚至 数周
过度激活的自噬引起细胞发生程序性死亡——Ⅱ 型程序性死亡（凋亡——Ⅰ型程序性死亡）
1962年Ashford等在胰高血糖素处理的小鼠肝细胞中观察 到autophagy
1963年, De Duve首次提出细胞自噬的生物学概念: 细胞 在缺乏营养和能量供应时， 部分细胞质与细胞器被包裹进 一种特异性的双层膜或者多层膜结构的自噬体 (autophagosome)中，形成的自噬体再与溶酶体 (Lysosome)融合形成自噬溶酶体(autolysosome)，胞质 和细胞器成分在这里被降解为核苷酸、氨基酸、游离脂肪酸 等小分子物质，这些小分子物质可以被重新利用合成大分子 或者合成ATP。
2. 分隔膜逐渐延伸，将要被降解的胞浆成分完全包 绕形成自噬体（autophagosome）
3. 自噬体通过细胞骨架微管系统运输至溶酶体，与 之融合形成自噬溶酶体(autolysosome), 并降解 其内成分，自噬体膜脱落再循环利用
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Determination of lifespan Preventing certain types of disease:
contribute to some pathologies 近年来由于酵母自噬突变株的产生，使自噬分子
基础的研究有很大的进展
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Autophagy
细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器和大 分子物质的过程，是真核细胞特有的生命现 象
细胞内物质的两种降解途径：
蛋白酶体系统：降解胞内的短寿命蛋白 自噬作用：长寿命蛋白和一些细胞器的降解利用
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the proteasome breaks down ubiquitinated proteins, but it may not recognize misfolded proteins and protein aggregates
Apoptosis（已学） 自噬性程序性细胞死亡（这次课的重点——细胞自嗜） Paraptosis：形态学特征——细胞浆空泡化，线粒体和内质网肿胀，
但没有核固缩现象。现在Paraptosis的文献报道比较少，损害时，细胞无法进行完全的分裂从 而导致四倍体或多倍体的现象。
胀亡(Oncosis)：特征——细胞肿胀，体积增大，胞浆空泡化，肿胀 波及细胞核、内质网、线粒体等胞内结构，胞膜起泡，细胞膜完整 性破坏，周围有明显炎症反应。发生的机制研究尚少，有研究者认 为胀亡只是坏死前的一个被动性死亡阶段，但是近年来的研究更倾 向于胀亡是一个程序性的死亡方式
细胞自嗜（Autophagy） 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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Autophagy
autophagy is a process by which cells undergo partial autodigestion that prolongs survival for a short time under starvation conditions. It provides nutrients that are necessary to maintain cell viability.
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系统生物学
系统生物学
细胞生物学
细胞生物学
分子生物学
分子生物学
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细胞生物学
细胞增殖 细胞分化 细胞死亡：形式有几种？
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细胞死亡的分类
非程序性细胞死亡：Necrosis
程序性细胞死亡——基于机制的分类：
Autophagy
细胞正常生理活动中，自噬维持在一个非 常低的水平——保持细胞稳态
细胞处于饥饿和营养因子缺乏环境、进行 结构调整、降解胞内代谢产物及损伤细胞 器时，细胞内的自噬水平迅速上调
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Autophagy is activated by
Changing of environmental conditions: starvation conditions associated with deficiency of nutrients such as amino acids; hypoxic conditions; high temperatures
自噬的分类
微自噬: 包绕底物的是自身发生内陷的溶酶 体膜
巨自噬: 即通常所指的自噬,胞质被来源于内 质网的非核糖体区域、高尔基体等脱落的双 层膜所包绕
CMA: 胞浆内蛋白结合到分子伴侣后转运到 溶酶体腔中, 被溶酶体酶消化
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自噬的功能
对外源性刺激(包括营养缺乏、细胞密度负荷、低氧、 氧化应激、感染等)的适应性反应：降解产物氨基酸、 核苷酸、游离脂肪酸等可供物质能量循环
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细胞自噬过程
自噬体膜：来源：
粗面内质网的非核糖体区域 高尔基体 一种新合成的结构
被降解物：
部分胞浆 细胞内需降解的细胞器(线粒体) 细胞内需降解的蛋白质
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细胞自噬过程
1. 饥饿、氧化应激损伤→自噬体膜脱落，形成环状 分隔膜，包绕在被降解物周围
autophagy is also involved in the killing of bacteria that are ingested by cells.
细胞生存的一种机制, 在很多生理过程如清除损伤、 衰老细胞器以及冗余蛋白上发挥着重要作用
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