细胞自噬-参考ppt课件
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细胞自噬-参考
第十九页，共41页。
细胞自噬的分子机制
2. Ⅲ型磷脂酰肌醇三磷酸激酶（ClassⅢPI3K）
PI3 kinase type III, which includes Atg6 in its complex, promotes the nucleation of autophagic vesicles.
第二十三页，共41页。
1. Autophagy Defends against Metabolic Stress
Autophagy is activated as an adaptive catabolic process in response to different forms of metabolic stress:
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
第十二页，共41页。
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
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）
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。
第四页，共41页。
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.
细胞自噬的分子机制
2. Ⅲ型磷脂酰肌醇三磷酸激酶（ClassⅢPI3K）
PI3 kinase type III, which includes Atg6 in its complex, promotes the nucleation of autophagic vesicles.
第二十三页，共41页。
1. Autophagy Defends against Metabolic Stress
Autophagy is activated as an adaptive catabolic process in response to different forms of metabolic stress:
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
第十二页，共41页。
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
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）
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。
第四页，共41页。
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.
自噬研究的相关知识 ppt课件
PPபைடு நூலகம்课件
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AMPK(AMP-activated protein kinase)
AMPK是细胞中感受能量状态调节代谢的一个蛋白激酶, 在自噬 发生的调控中也发挥着重要的作用。低ATP水平状态下(如饥饿或 缺氧)AMPK能感受AMP的水平变化而激活, 从而磷酸化结节性硬化 复合体TSC2(tuberous sclerosis protein) 加强TSC1/2对Rheb的 抑制, 最终使mTOR的活性被抑制, 诱导细胞发生自噬。
LC3合成后, 最初以pro-LC3形式存在, 然 后立刻被Atg4B切割形成LC3-I。自噬发生时 , 均匀分布于细胞质中的LC3-I被Atg7（E1） 活化并与其形成硫酯键, 然后被传递给Atg3 （E2）, 并最终在Atg5-Atg12-Atg16复合物 （E3）的帮助下连接上一个PE分子, 形成具 有膜结合能力的LC3-II。Atg16L的细胞定位 决定了LC3成熟的位置, 并促进LC3-II结合到 自噬泡上。
3、分子伴侣介导的细胞自噬(chaperone mediated autophagy，CMA)，是指由分子伴侣将靶蛋白转送至溶 酶体内的自噬行为。这只见于哺乳类动物细胞。
PPT课件
3
PPT课件
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Autophagy
Control Starvation
Autophagy is a cellular degradation system in which cytoplasmic components, including organelles, long-life protein are sequestered by double-membrane structures called autophagosomes and the sequestered materials are degraded by lysosomal hydrolases
细胞自噬介绍与相关研究课件PPT
➢ 在哺乳动物细胞中，PI3K和beclin1分别是酵母菌 Vps34和Atg6对应的同源物。
mTOR/TOR的介绍
mTORC1
mTOR mLST8 PRAS40
细胞生长 细胞凋亡 细胞自噬
mTOR
自噬
mTORC2
Raptor
细胞骨架 蛋白构建 细胞存活
mTORC1 信号通路是多条信号通路的汇聚点，通过对上、下游 信号的来传导影响细胞自噬，是目前研究最多的信号通路。
结合，并不结合Atg12。
AKT 能够抑制 TSC1/2 复合物，从而激活 自噬基因Atg5缺失降低了 PCV2的复制
Int J Biochem Cell Biol 36(12):2376-2391.
mTOR,抑制细胞自噬。 mRFP-GFP-LC3 双荧光自噬指示体系：
巨噬细胞以胆固醇依赖方式激活自噬，清除胞内病原菌L. 完整自噬反应-LAMP1和LC3共定位 Ｈｅｒｔｓ／３３毒株感染组 自噬激动剂剂对Cap蛋白表达的影响 分子伴侣介导自噬（CMA,chaperone-mediated autophagy）——CMA不涉及囊泡的运输，而是通过有着特异性肽链的细胞质蛋白在分 子伴侣复合物的作用下与溶酶体膜蛋白感受器Lamp2a结合后进入溶酶体腔，然后被溶酶体酶消化。 激活自噬不一定对病原体感染的细胞均起保护作用。
➢ AMPK还可以通过直接磷酸化Raptor，使Raptor脱离mTORC1复 合体，进而抑制mTORCI的活性
➢ 营养缺乏会促进AMPK与ULK1的PS结构域结合，使ULK1的 Ser/Thr丰富区多位点磷酸化，从而激活ULK 1，直接调节自噬。
p53通路
➢ p53 在细胞核中 ：(1)p53 能通过sestrin1/2 蛋白激活 AMPKmTORC1 信号通路，从而抑制 mTORC1，上调细胞自噬水平。 (2)p53 能通过激活 DAPK1，磷酸化 Beclin-1,促进细胞自噬。 (3)p53 能通过激活抗凋亡蛋白 BCL-2 家族(Bad、PUMA、Bax
mTOR/TOR的介绍
mTORC1
mTOR mLST8 PRAS40
细胞生长 细胞凋亡 细胞自噬
mTOR
自噬
mTORC2
Raptor
细胞骨架 蛋白构建 细胞存活
mTORC1 信号通路是多条信号通路的汇聚点，通过对上、下游 信号的来传导影响细胞自噬，是目前研究最多的信号通路。
结合，并不结合Atg12。
AKT 能够抑制 TSC1/2 复合物，从而激活 自噬基因Atg5缺失降低了 PCV2的复制
Int J Biochem Cell Biol 36(12):2376-2391.
mTOR,抑制细胞自噬。 mRFP-GFP-LC3 双荧光自噬指示体系：
巨噬细胞以胆固醇依赖方式激活自噬，清除胞内病原菌L. 完整自噬反应-LAMP1和LC3共定位 Ｈｅｒｔｓ／３３毒株感染组 自噬激动剂剂对Cap蛋白表达的影响 分子伴侣介导自噬（CMA,chaperone-mediated autophagy）——CMA不涉及囊泡的运输，而是通过有着特异性肽链的细胞质蛋白在分 子伴侣复合物的作用下与溶酶体膜蛋白感受器Lamp2a结合后进入溶酶体腔，然后被溶酶体酶消化。 激活自噬不一定对病原体感染的细胞均起保护作用。
➢ AMPK还可以通过直接磷酸化Raptor，使Raptor脱离mTORC1复 合体，进而抑制mTORCI的活性
➢ 营养缺乏会促进AMPK与ULK1的PS结构域结合，使ULK1的 Ser/Thr丰富区多位点磷酸化，从而激活ULK 1，直接调节自噬。
p53通路
➢ p53 在细胞核中 ：(1)p53 能通过sestrin1/2 蛋白激活 AMPKmTORC1 信号通路，从而抑制 mTORC1，上调细胞自噬水平。 (2)p53 能通过激活 DAPK1，磷酸化 Beclin-1,促进细胞自噬。 (3)p53 能通过激活抗凋亡蛋白 BCL-2 家族(Bad、PUMA、Bax
自噬(入门级知识)PPT精品文档17页
比利时科学家Christian de Duve在上世纪 50年代经过电镜察看到自噬体 （autophagosome）构造，并且在1963 年溶酶体国际会议上首先提出了'自噬'这种 说法。因而Christian de Duve被公以为自 噬研讨的鼻祖。Christian de Duve也因发 现溶酶体，于1974年取得诺贝尔奖。
Rapamycin：mTOR抑 制剂
Carbamazepine/ L-690，330/ Lithium Chloride（氯化锂）：
IMPase抑制剂（即Inositol monophosphatase，肌醇单磷酸酶）
自噬抑制剂
Hydroxychloroqu ine（羟氯喹）：
Lysosomal lumen
自噬的调控
依赖mTOR（哺乳动物雷 帕霉素靶点）途径的自噬
PI3K-AKT-mTOR信 号通路
AMPK-TSC 1/2mTOR 信号通路
PKA、casein激酶 Ⅱ、 MAP激酶、calcium途径 也在自噬错综复杂的调控 网格中，但其机制还不甚
清楚。
死亡相关蛋白激酶（death-
associated proteinlinase,DAPK）和 DAPK相关蛋白激酶 （DAPK-related protein kinase-1,DRP-1）诱导自噬。
自噬与代谢
自噬能清除不正常构型的蛋白质，并 消化受损和多余的细胞器，是真核细 胞中广泛存在的降解/再循环系统。 在细胞新陈代谢、结构重建、生长发 育中起着重要作用。 在饥饿和新生儿早期，自噬作用明显 加强，自噬体显著增多。
自噬与肿瘤
细胞自噬与肿瘤的关系十分复杂，目 前尚未完全阐明。
一方面，正常细胞自噬增强，可表现 出抑制肿瘤发生的功能；与此相反， 抑制细胞自噬有潜在的致瘤可能。
Rapamycin：mTOR抑 制剂
Carbamazepine/ L-690，330/ Lithium Chloride（氯化锂）：
IMPase抑制剂（即Inositol monophosphatase，肌醇单磷酸酶）
自噬抑制剂
Hydroxychloroqu ine（羟氯喹）：
Lysosomal lumen
自噬的调控
依赖mTOR（哺乳动物雷 帕霉素靶点）途径的自噬
PI3K-AKT-mTOR信 号通路
AMPK-TSC 1/2mTOR 信号通路
PKA、casein激酶 Ⅱ、 MAP激酶、calcium途径 也在自噬错综复杂的调控 网格中，但其机制还不甚
清楚。
死亡相关蛋白激酶（death-
associated proteinlinase,DAPK）和 DAPK相关蛋白激酶 （DAPK-related protein kinase-1,DRP-1）诱导自噬。
自噬与代谢
自噬能清除不正常构型的蛋白质，并 消化受损和多余的细胞器，是真核细 胞中广泛存在的降解/再循环系统。 在细胞新陈代谢、结构重建、生长发 育中起着重要作用。 在饥饿和新生儿早期，自噬作用明显 加强，自噬体显著增多。
自噬与肿瘤
细胞自噬与肿瘤的关系十分复杂，目 前尚未完全阐明。
一方面，正常细胞自噬增强，可表现 出抑制肿瘤发生的功能；与此相反， 抑制细胞自噬有潜在的致瘤可能。
自噬ppt课件
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二、 自噬的调控
细胞中的自噬主要由营养状态、能量水平和 生长因子来调控。 ①I型磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)通路：生长因子 ②Ⅲ型PI3K通路：氨基酸的水平 ③腺苷酸活化蛋白激酶(LKBl/AMPK)通路：AMP
生长因子充足、氨基酸充足、ATP充足时，通过 相应通路……最终激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 复合物(mTORCl，自噬抑制因子)，从而抑制自噬； 反之则激活自噬。
②、激活自噬在肿瘤治疗中的作用
虽然抑制自噬在肿瘤治疗中发挥重要作用，但也有一些
肿瘤在激活自噬状态下对肿瘤的治疗有促进作用。如雷
帕霉素仅在治疗肾细胞癌、神经内分泌癌和淋巴瘤取得
正面效果。
19
七、自噬在缺血性脑血管病中的作用
• 细胞自噬对营养缺乏状态下的神经细胞起保护性作用，而 且可以促进神经细胞存活。
10
四、自噬的干预
• 自噬抑制剂：氯喹（Chloroquine）、羟氯喹 、巴弗洛霉素A1（Bafilomycin A1）、3-甲 基腺嘌呤
• 抑制自噬相关基因：Beclin 1 • 激活自噬：雷帕霉素
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五、自噬与肿瘤
“双刃剑” 1、在肿瘤发生的前期，自噬可以通过清除正常细胞内
受损线粒体、过氧化物酶体及其他细胞毒性物质来 维持细胞内稳态，抑制癌基因的激活，防止肿瘤的 发生。 2、在已经恶性转化的癌细胞中，自噬通过再循环作用， 为癌细胞的生存提供营养物质，从而维持癌细胞的 存活，并能促进恶性肿瘤的增殖和侵袭转移。
• 单纯的自噬障碍可产生神经退行性疾病的表型，病理上表 现为细胞内包涵体的大量堆积 。 说明自噬在降解神经细 胞中易聚集蛋白质过程中具有不可替代的作用。
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二、 自噬的调控
细胞中的自噬主要由营养状态、能量水平和 生长因子来调控。 ①I型磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)通路：生长因子 ②Ⅲ型PI3K通路：氨基酸的水平 ③腺苷酸活化蛋白激酶(LKBl/AMPK)通路：AMP
生长因子充足、氨基酸充足、ATP充足时，通过 相应通路……最终激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 复合物(mTORCl，自噬抑制因子)，从而抑制自噬； 反之则激活自噬。
②、激活自噬在肿瘤治疗中的作用
虽然抑制自噬在肿瘤治疗中发挥重要作用，但也有一些
肿瘤在激活自噬状态下对肿瘤的治疗有促进作用。如雷
帕霉素仅在治疗肾细胞癌、神经内分泌癌和淋巴瘤取得
正面效果。
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七、自噬在缺血性脑血管病中的作用
• 细胞自噬对营养缺乏状态下的神经细胞起保护性作用，而 且可以促进神经细胞存活。
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四、自噬的干预
• 自噬抑制剂：氯喹（Chloroquine）、羟氯喹 、巴弗洛霉素A1（Bafilomycin A1）、3-甲 基腺嘌呤
• 抑制自噬相关基因：Beclin 1 • 激活自噬：雷帕霉素
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五、自噬与肿瘤
“双刃剑” 1、在肿瘤发生的前期，自噬可以通过清除正常细胞内
受损线粒体、过氧化物酶体及其他细胞毒性物质来 维持细胞内稳态，抑制癌基因的激活，防止肿瘤的 发生。 2、在已经恶性转化的癌细胞中，自噬通过再循环作用， 为癌细胞的生存提供营养物质，从而维持癌细胞的 存活，并能促进恶性肿瘤的增殖和侵袭转移。
• 单纯的自噬障碍可产生神经退行性疾病的表型，病理上表 现为细胞内包涵体的大量堆积 。 说明自噬在降解神经细 胞中易聚集蛋白质过程中具有不可替代的作用。
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细胞自噬PPT幻灯片
自噬：人体细胞中的重要机制
自噬的作用
• 提供能量和材料 • 消灭病原体、受损的蛋白质和细胞器 • 与人体疾病相关
人体中的自噬
• 在识别出酵母自噬的机制之后，依然还有一个关键问题。其他的 生物里有没有对应的机制来控制自噬过程呢？很快人们发现，我 们细胞里也有几乎一样的机制在运行。现在我们有了探索人体内 细胞自噬所必需的研究工具。
结论
• 大隅良典对自噬基因的发现，和对自噬分子机制的阐明，把对细 胞内容物回收过程的理解带入了一个新的范式。因为他的开拓性 工作，人们认识自噬到是细胞生理机能中的一种基本过程，会对 人类的健康和疾病产生重要影响。
• 人们知道自噬机制的存在已经50年，但是它在生理学和医学中的 核心重要性只有在大隅良典20世纪90年代开拓性的研究之后才被 人们广泛意识到。因为这些重要发现，他获得了2016年诺贝尔生 理学或医学奖。
实验现象
实验结果非常惊人！几个小时内， 液泡中就充满了细小的、未被降解 的囊泡（见图2），这些囊泡就是 自噬体。大隅的实验证明酵母细胞 中也存在自噬现象，然而更重要的 是，他发现了一种方法，能够识别 和鉴定涉及这些过程的关键基因。 这是一项重大的突破，大隅在1992 年发表了实验结果。
图2 酵母液泡中的 自噬体
• 在治疗神经性退行疾病，自噬机制也可以发挥作用。 • 自噬出问题之后，神经细胞是最敏感的，会很快地影响、阻碍神
经信号的传导，导致神经退行性疾病。帕金森、脊髓硬化导致的 肌萎缩、还有阿尔兹海默都是这样。
• 帕金森病人的脑细胞里有一种突触蛋白，这种蛋白简单来讲就是 有害的，而且这种蛋白积聚到一定程度的时候，自噬机制会停摆。 所以在一开始，我们就可以触发自噬机制去吃掉它们，防患于未 然。
简单解释
细胞自噬PPT课件
2019/11/3
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小结
1.膜结构的形成（从无到有） 2. 参与自噬体形成的新型结构 （注定被降解的细胞器） 3.成核 - 装配 - 伸长模型 4.自噬体形成的分子机制
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现状
大隅良典：“现在我们对于单个的自噬基因的 作用有了更清晰的了解，但是接下来的问题是， 要弄清楚它们是如何促成自噬小体形成的。我 们想要知道新的自噬体膜是怎样形成、生长并 且封装成为自噬小体的。我们同时也在分析自 噬蛋白的结构生物学，以及它们互相之间是如 何作用，从而形成组分的。这些组分稍纵即逝， 因此很难研究它们。这也正是我们现在所做的 工作。”
(4)自噬
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2019/11/3
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自噬/成膜
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自噬形成分子机制/成核
Байду номын сангаас
The nucleation–assembly–elongation (NAE) model. (a) When nutrients are rich and the cells grow, the nutrient-sensing protein kinase Tor is active and autophagy is not induced. Instead, Cvt vesicles are formed. This process is called nucleation. (b) When nutrients are poor and the cells are starved, Tor is inactive and autophagy is induced. In addition to the nucleation process, Autophagosome formation requires the assembly of new membrane and its elongation to form larger structures. The preautophagosomal structure (PAS) is the organizing center of both structures.
细胞凋亡和细胞自噬ppt课件
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Caspases are produced as zymogens
40
Lavrik IN, J Clin Invest. 2005;115:2665-72
Scheme of procaspase-8 processing at the CD95 DISC
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Lavrik IN, J Clin Invest. 2005;115:2665-72
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Necrosis
Apoptosis
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发生条件
细胞膜 细胞器 细胞核
细胞
炎症反应
细胞凋亡与细胞坏死在形态上的主要区别
细胞凋亡
细胞坏死
多为生理性 单个细胞丢失 发泡，完整 结构保留 核凝集断裂 染色质均一浓缩 皱缩形成凋亡小体 被邻近正常和巨噬细胞吞噬 无，不释放内容物
病理性（偶然刺激） 成群细胞死亡 破裂，不完整 破坏 核破碎溶解
ICE ICH-1/Nedd-2 CPP32/Yama TX ICH-2 ICErel II ICErel III Ty Mch-2 Mch-3 MACH FLICE Mch-5 ICE/LAP6 Mch-6 Mch-4 FLICE-2 ICH3 ER apoptosis-specific ERICE MICE
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Apoptosis and survival during B lymphocyte development
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Apoptosis Inducers
• 物理因素：X-射线、热休克等； • 化学因素：过氧化氢、乙醇、8氯腺苷、氨
甲蝶呤、苯丁酸氮芥、三尖杉酯碱等； • 生物因素：某些细胞因子表达水平变化、蛋白分
necrosisapoptosis细胞凋亡与细胞坏死在形态上的主要区别细胞凋亡细胞坏死发生条件多为生理性病理性偶然刺激单个细胞丢失成群细胞死亡细胞膜发泡完整破裂不完整细胞器结构保留破坏细胞核核凝集断裂核破碎溶解染色质均一浓缩细胞皱缩形成凋亡小体细胞膨胀而溶解被邻近正常和巨噬细胞吞噬残余碎片被巨噬细胞吞噬炎症反应无不释放内容物有释放内容物细胞凋亡与细胞坏死在生物化学方面的主要区别细胞凋亡细胞坏死基因调节由凋亡相关基因调控与基因调控无关发生条件多为生理性病理性偶然刺激能量需要能量不需要能量新的基因转录大分子合成需要不需要caspase依赖性不依赖dna降解为180200bpdna随机性降解成为任意的整数倍的dnaladder长度的片段细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻morphologyapoptoticcellapoptosvsnecrosi第三节细胞凋亡的生理学病理学意义保证个体正常发育
细胞自噬与疾病.ppt
基酸序列并将其降解。 真核生物：则是通过26S的蛋白酶体降解蛋白质。
2、内吞途径：将跨膜蛋白运送到溶酶体降解。
3、细胞自噬途径：而长寿蛋白(long-lived protein)、蛋 白聚集物及膜包被的细胞器是通过细胞自噬的方式在 溶酶体降解。
二、细胞自噬的分类
1、巨型细胞自噬 (macroautophagy)，又称为大自噬， 是指细胞内新生的杯状脂质双层包裹胞浆蛋白和细胞 器，并运送到溶酶体降解的自噬行为。
5、控制细胞死亡及癌症 在PCD过程中表现出细胞自噬的特征。因而有人提出：
自噬性细胞死亡（autophagic cell death） 或 细胞浆性细胞死亡（cytoplasmic death）
昆虫蜕变时细胞发生的PCD被认为是自噬性细胞死亡的最典型 例子。
当前，决定细胞自噬导致细胞死亡，还是维持细胞存活的因 子尚不完全清楚。所以，细胞自噬与细胞死亡之间的因果关 系还没有最后定论。
一方面，细胞自噬可表现出抑制肿瘤的功能。 另一方面，肿瘤细胞也可通过增强细胞自噬来对抗由缺氧、 代谢产物、治疗药物诱导的应激反应。
此外，抑制细胞自噬有潜在的致瘤可能，应用时应严格选择 对象。
图3 IM/AP形成的四种模型
图4 调控IM/AP的信号通路
细胞自噬是一种分解代谢过程（catabolic process），它可以使细胞循环使用细胞浆 内的成分，包括细胞器。这些成分在溶酶体 被降解为基本的结构单元。因此，从节省生 物能的角度看，细胞自噬是重新合成（de novo synthesis）代谢的有效的替代途径。
四、细胞自噬与疾病的关系
细胞自噬与疾病的关系目前的研究尚不够透彻，呈现出遏制 或促进疾病发生的双面作用：
在某些情况下，细胞自噬能帮助防止或阻遏某些疾病的 进程。 在另一些情况下，细胞自噬则会促进疾病的发生。
2、内吞途径：将跨膜蛋白运送到溶酶体降解。
3、细胞自噬途径：而长寿蛋白(long-lived protein)、蛋 白聚集物及膜包被的细胞器是通过细胞自噬的方式在 溶酶体降解。
二、细胞自噬的分类
1、巨型细胞自噬 (macroautophagy)，又称为大自噬， 是指细胞内新生的杯状脂质双层包裹胞浆蛋白和细胞 器，并运送到溶酶体降解的自噬行为。
5、控制细胞死亡及癌症 在PCD过程中表现出细胞自噬的特征。因而有人提出：
自噬性细胞死亡（autophagic cell death） 或 细胞浆性细胞死亡（cytoplasmic death）
昆虫蜕变时细胞发生的PCD被认为是自噬性细胞死亡的最典型 例子。
当前，决定细胞自噬导致细胞死亡，还是维持细胞存活的因 子尚不完全清楚。所以，细胞自噬与细胞死亡之间的因果关 系还没有最后定论。
一方面，细胞自噬可表现出抑制肿瘤的功能。 另一方面，肿瘤细胞也可通过增强细胞自噬来对抗由缺氧、 代谢产物、治疗药物诱导的应激反应。
此外，抑制细胞自噬有潜在的致瘤可能，应用时应严格选择 对象。
图3 IM/AP形成的四种模型
图4 调控IM/AP的信号通路
细胞自噬是一种分解代谢过程（catabolic process），它可以使细胞循环使用细胞浆 内的成分，包括细胞器。这些成分在溶酶体 被降解为基本的结构单元。因此，从节省生 物能的角度看，细胞自噬是重新合成（de novo synthesis）代谢的有效的替代途径。
四、细胞自噬与疾病的关系
细胞自噬与疾病的关系目前的研究尚不够透彻，呈现出遏制 或促进疾病发生的双面作用：
在某些情况下，细胞自噬能帮助防止或阻遏某些疾病的 进程。 在另一些情况下，细胞自噬则会促进疾病的发生。
海拉细胞与自噬(共17张PPT)
如何进行细胞培养?培养时又需要提供哪些必要条件呢？
核染色质的存在是区分细胞凋亡和自噬作用最有益的标准;
7梯度乙醇溶液中脱水前用0.
细胞包埋
光镜定位和超薄切片
细胞制备
保持细胞的生长对数期，一直进行五次传代培养，每次当细 胞贴壁时快速更换培养基，得到大量的海拉细胞。
细胞培养
实验组： 用缺乏氨基酸，血清的培养基润洗玻璃管两次，然后每 60分钟，抽出培养基，立即用新鲜的培养基替换。
细胞增殖缓慢，核型可能变化
能力强，有丝 用胰蛋白酶分散细 是一种人工培养，具有无限增殖能力的细胞。
细胞悬液 从动物机体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
分裂旺盛。 分 胞，说明细胞间的 用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
， 原代培养 动5化％物醋细程酸胞双培度氧养铀越不染能色低最细终胞培的养固成1定生贴0单物层代体壁细以胞生。内长，保持正常二倍体核型 物质主要是蛋白质。
50代细胞
动物细胞培养不 能最终培养成生 物体
慢，核型可 能变化
贰 实验目的
研究缺乏血清和氨基酸的培养基 中的海拉细胞与自噬的关系。
叁 实验过程
实验材料： 培养基（10%胎牛血清，的小苏打，缓冲液，100单位毫升的青霉
素100mg/ml的链霉素）；
实验仪器： 塑料Falcon玻璃管（25平方厘米和75平方厘米）
保持细胞的生长对数期，一直进行五次传代培养，每次当细胞贴壁时快速更换培养基，得到大量的海拉细胞。
用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质。
存在假说：海拉细胞的自噬可以提供氨基酸来合成必需的酶和ATP的底物。 存在假说：海拉细胞的自噬可以提供氨基酸来合成必需的酶和ATP的底物。
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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
Cellular remolding: during development and differentiation
（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）
程序性细胞死亡——基于机制的分类：
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，其机制有 待于进一步深入研究。 细胞有丝分裂灾难：DNA发生损害时，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
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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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
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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ห้องสมุดไป่ตู้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
4
细胞自嗜（Autophagy）
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。
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
16
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
细胞保持稳定状态的管家机制：调控长寿命蛋白、 过氧化物体、线粒体和内质网的更新
细胞自噬与疾病
（Autophagy in the Pathigenesis if Disease）
广州医学院病理生理学教研室
董伟华
1
系统生物学 细胞生物学 分子生物学
系统生物学 细胞生物学 分子生物学
2
细胞生物学
细胞增殖 细胞分化 细胞死亡：形式有几种？
3
细胞死亡的分类
非程序性细胞死亡：Necrosis
参与一定的组织特异性融合 一种防御机制:清除胞质内受损的细胞器、代谢产物,
进行亚细胞水平上的重构,保护受损的细胞；作为一 种细胞死亡程序诱导细胞主动性死亡
17
自噬的生理学意义
自噬在生理过程的作用：
参与发育和分化过程中机体的重新构建 (remomding)
5
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.
aggregates
12
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
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）
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
8
Autophagy is activated by
Changing of environmental conditions: starvation conditions associated with deficiency of nutrients such as amino acids; hypoxic conditions; high temperatures
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
10
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
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
11
the proteasome breaks down ubiquitinated proteins, but
it may not recognize misfolded proteins and protein
Cellular remolding: during development and differentiation
（诱导因素：营养和能量缺乏、氧化应激、感 染、蛋白质大量聚集）
9
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）
程序性细胞死亡——基于机制的分类：
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，其机制有 待于进一步深入研究。 细胞有丝分裂灾难：DNA发生损害时，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
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
6
7
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
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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ห้องสมุดไป่ตู้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
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细胞自嗜（Autophagy）
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。
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
细胞保持稳定状态的管家机制：调控长寿命蛋白、 过氧化物体、线粒体和内质网的更新
细胞自噬与疾病
（Autophagy in the Pathigenesis if Disease）
广州医学院病理生理学教研室
董伟华
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系统生物学 细胞生物学 分子生物学
系统生物学 细胞生物学 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
参与一定的组织特异性融合 一种防御机制:清除胞质内受损的细胞器、代谢产物,
进行亚细胞水平上的重构,保护受损的细胞；作为一 种细胞死亡程序诱导细胞主动性死亡
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自噬的生理学意义
自噬在生理过程的作用：
参与发育和分化过程中机体的重新构建 (remomding)
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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.
aggregates
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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
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）
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
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