自噬与血管衰老方面的研究成果综述
细胞自噬机制在抗衰老方面的研究与应用

细胞自噬机制在抗衰老方面的研究与应用随着现代科学技术的不断发展,人类的抗衰老研究也越来越深入。
近年来,细胞自噬机制逐渐受到了关注,研究表明,细胞自噬机制对于抗衰老具有重要意义。
本文将着重探讨细胞自噬机制在抗衰老方面的研究与应用。
一、细胞自噬机制的概念及特点细胞自噬是一种以溶酶体为中心的细胞免疫反应,通常是通过细胞自噬体(autophagosome)来将细胞内的非必需物质,例如细胞器、蛋白质聚合体和膜等分解成可回收或可燃烧的基本组成部分。
自噬通过最外层的膜吞噬损坏或老化细胞器,再用溶酶体酵素分解成小分子有用物质,成为碎片,后被再利用。
与细胞自杀程序不同的是,细胞自噬是一种自我维护系统,能帮助细胞清除老化的或受损的细胞器,避免细胞内垃圾堆积。
二、细胞自噬机制在抗衰老方面的研究与应用1. 细胞自噬机制对隐身细胞增生和防止肿瘤转移的作用细胞自噬机制可帮助预防癌症的发生。
在正常细胞中,细胞自噬可以通过清除毒性或损伤物质来有助于抵御癌症。
在转化为癌症细胞时,细胞自噬可能会阻碍细胞凋亡或导致肿瘤细胞的死亡,对癌症的转移具有一定的抑制作用。
2. 细胞自噬机制对抗组织老化的作用细胞器不断销毁和重建可以降低细胞器的代谢负担,并促进新的功能细胞器的产生。
细胞自噬机制在抵御组织老化和疾病方面具有重要意义,细胞自噬机制的功能降低或失活与许多致命疾病有关,如阿兹海默症、帕金森病等。
3. 细胞自噬机制与长寿的关系细胞自噬机制能够清除细胞的垃圾和损伤物质,减缓了细胞的寿命,并有望成为治疗和预防多种衰老相关疾病的重要手段。
在模式生物的实验中也发现,激活细胞自噬机制能够延长生命。
三、细胞自噬机制在抗衰老中的应用前景1. 新型药物的研发细胞自噬在抗癌治疗中的作用已经得到了高度关注,因此新的药物研发目前正在重点研究中。
许多化合物,如rapamycin等已经证实可以通过调节细胞自噬过程提高生物组织的存活能力。
2. 环境调节器细胞自噬可以受到多种不同类型的外界环境影响。
细胞自噬在心血管疾病中的研究进展

细胞自噬在心血管疾病中的研究进展近年来,心血管疾病已经成为世界上最常见的致死病之一,而细胞自噬在心血管疾病中的研究则是近年来一个备受关注的热点课题。
本文除了介绍细胞自噬的基本概念之外,还会详细探究到细胞自噬在心血管疾病中的研究进展。
细胞自噬的基本概念细胞自噬是细胞内部的一种自我分解过程,也叫做细胞内吞噬作用。
在细胞自噬的过程中,细胞会利用自身产生的酶来降解蛋白质、膜和其他细胞器,然后将它们再利用起来。
细胞自噬作为一种代谢调节的方式,已经被证明对于细胞健康和正常功能的维持具有至关重要的作用。
细胞自噬在心血管疾病中的研究现状越来越多的研究表明,细胞自噬与心血管疾病之间存在着一定的关联,并且细胞自噬可能会对心血管健康产生积极的影响。
其中最主要的是心肌梗死这一疾病。
当心肌发生梗死的时候,就意味着心肌细胞正在被迅速地杀死,然而此时经过一段时间,许多细胞会通过自噬被身体吸收,然后再通过生成新的细胞来修复这个部位。
因此,细胞自噬可以被视为心肌梗死修复过程中的一个关键过程。
除了心肌梗死这一方面外,细胞自噬还可以在其他心血管疾病中发挥重要作用。
例如冠心病、动脉粥样硬化等等,这些疾病可能通过抑制细胞自噬来改善病情。
细胞自噬机制的研究进展近年来,对心血管疾病中细胞自噬机制的研究已经有了大量的进展。
其中,最主要的成就之一是新型药物的发现。
与此同时,研究人员们发现可以通过某种药物调整细胞内自噬的机制来抑制心血管疾病的发生和发展。
例如,在动脉粥样硬化中,人们可以通过使用酰肽痛酸脯氨酰脲这一药物来在心肌和动脉血管中增强细胞自噬功能,从而控制动脉粥样硬化的发展程度。
结论细胞自噬在心血管疾病中的研究已经深入浅出,并且在新型药物的发现和应用等方面也取得了重要的成就。
虽然目前的研究还存在着不少的争议和证明需要,但是通过不懈努力,相信细胞自噬在心血管疾病中所具有的重要作用将被进一步发掘和发挥。
人体自噬调控与心血管疾病发展研究

人体自噬调控与心血管疾病发展研究自噬是一种重要的细胞代谢过程,通过自身分解细胞内的有害物质,提供细胞能量和维持细胞稳态。
研究发现,自噬与心血管疾病发展密切相关。
以下是自噬调控与心血管疾病发展的相关内容。
自噬调控自噬的调控主要是由两种信号通路完成:互作信号通路和能量传感信号通路。
互作信号通路主要涉及抗自噬蛋白和自噬蛋白之间的相互作用。
抗自噬蛋白主要是通过抑制自噬蛋白的表达或者功能,来调节自噬的程度。
而自噬负责的蛋白主要是通过形成特定的复合物,来驱动自噬过程的实现。
在能量传感信号通路中,主要调节因子为AMPK和mTORC等。
AMPK是一种细胞内的代谢传感器,可以通过调节蛋白激酶的活化来激活自噬的过程。
mTORC是自噬调控的另一种关键蛋白,它有抑制自噬作用,能够通过细胞内的一些信号通路激活,并抑制AMPK的激活,从而抑制自噬的发生。
心血管疾病的发展与自噬的关系心血管疾病是一种常见病,包括冠心病、心力衰竭、心律失常等。
研究表明,自噬与心血管疾病的发展密切相关。
具体表现在以下方面。
自噬在冠心病中的作用冠心病是一种血管病,由于血管狭窄或者阻碍,心脏无法得到足够的氧和营养,从而导致心肌的缺血和坏死。
研究表明,自噬对冠心病的发展有一定的影响,具体表现为:在冠心病的早期阶段,自噬能够通过调控融合溶酶体的活化和自噬体形成,来提供能量和维持心肌的正常代谢;但是,在冠心病的中晚期阶段,自噬会加速心肌细胞的死亡,加重病情。
自噬在心力衰竭中的作用心力衰竭是一种严重的心血管疾病,主要表现为心肌受损、心脏功能下降等。
研究发现,自噬在心力衰竭的发生和进展中都有一定的作用。
具体表现为:在心力衰竭的早期,自噬能够通过清除心肌细胞内的有害代谢物,保持细胞的稳态和正常的代谢功能;但是,在心力衰竭进展到晚期阶段,自噬会加重心肌细胞的死亡,增加难治性心力衰竭的发生。
自噬在心律失常中的作用心律失常是一种心电生理学异常,主要表现为心跳过快、过缓、心绞痛等症状。
细胞自噬与衰老的关联性研究

细胞自噬与衰老的关联性研究人类的死亡往往是因为细胞的功能失常。
衰老是细胞功能失常的一种表现形式。
随着年龄的增长,各种蛋白质、RNA和细胞器的质量逐渐下降,细胞自身被认为是导致衰老的主要因素之一。
细胞自噬是一种维持细胞代谢平衡的生物学过程,参与细胞内各种物质降解和再生,被广泛认为是延缓衰老和维持细胞健康的重要方式。
那么,细胞自噬与衰老有什么关联性呢?一、细胞自噬的机制细胞自噬是一种高度可调节的进程,在各种细胞外界刺激和内部代谢状态变化等情况下,自噬过程会发生调节以促进细胞生长和生存。
细胞内的蛋白质和细胞器被“隔离”在膜结构形成的自噬体内,然后由自噬溶解酶体吞噬和降解。
自噬溶解酶体内的酸性pH环境和水解酶能有效地分解细胞内的异常蛋白质、受损DNA和小分子代谢产物等。
这样,在细胞内部,自噬通过清除垃圾或损伤获得了新的能量和新的蛋白质。
同时,它也能控制细胞凋亡和代谢的平衡。
二、细胞自噬与衰老的关联细胞自噬在细胞新陈代谢和衰老中发挥着重要作用。
在正常生理情况下,细胞自噬的能力可以清除一些不能再利用的蛋白质和细胞器。
这可以保持细胞健康,防止其在进化过程中变异和丧失功能。
而随着年龄、环境和遗传等因素的影响,人体细胞内的蛋白质累积、退化和分子乱码的现象会偏向于增加。
这些蛋白质和组织的积累,会导致细胞自噬过程的不正常,最终导致细胞死亡和衰老。
随着细胞老化的程度加剧,细胞自噬的表现也会发生变化。
虽然自噬过程本身能够促进细胞新陈代谢、分解蛋白质和斑块物质等,但在细胞衰老时,相反,它却被认为是一种负面的影响。
研究表明,衰老细胞在自噬过程经过时间之后,由于自噬酸化过程的不稳定和自噬活动的低速,亦可能发生对于细胞有害的现象。
另外,细胞自噬过程中的一些蛋白质和分子会发挥调节细胞命运和分化、维持染色体结构和稳定细胞膜等生命要素的角色。
这些蛋白质和分子在衰老细胞中将缺乏或减少,也会在一定程度上导致细胞激发或神经退化等现象的破坏。
细胞自噬与衰老的关系研究

细胞自噬与衰老的关系研究随着人口老龄化的加速,关于衰老及其防治的研究愈发重要。
近年来,众多学者的研究表明,细胞自噬与衰老的关系至关重要,因为它们直接关系到细胞的健康和长寿。
细胞自噬,又称自吞噬,是细胞内部的一种重要自我修复和更新机制。
通过自噬,细胞内的垃圾、有害物质和老化蛋白都能被迅速清除掉,并使其能够重复利用。
而自噬过程中,细胞会产生新的代谢产物,从而使细胞得到更好的修复。
因此,细胞自噬在细胞的活力、抵抗力、再生能力等方面都起着至关重要的作用。
然而,随着年龄的增长,细胞自噬的效率逐渐降低,导致代谢废物在体内积累,从而导致细胞老化。
一些研究人员发现,缺乏自噬机制的实验小鼠体内会出现多种病理变化,包括脑萎缩、癌症、肌肉萎缩和代谢性疾病等,而这些病症通常也与高龄相关。
进一步的研究表明,增强自噬机制可以有效缓解人体的老化过程。
细胞自噬在老年痴呆和肌肉萎缩等疾病的预防和治疗方面也表现出很高的发挥价值。
比如,一些饮食和运动方式都可以提升细胞自噬,同时也降低了老年痴呆的风险。
细胞自噬与衰老的关系也被用于抗衰老药物研究。
目前,已经发现一些增强细胞自噬的药物,如雷帕霉素、十三烯酸、及黄酮类化合物等,这些药物能够增强细胞自噬机制,从而对抗衰老和一些疾病。
此外,很多保健产品,如保健食品、化妆品、药物等都在含有一定的助于促进自噬的成分。
随着科技的发展,人们对于细胞自噬和衰老的关系的认识还将不断深入。
人们也发现,促进细胞自噬的手段并非单一,未来的抗衰老研究还需在此基础上探究更多更广泛的方向。
因此,全世界科研工作者将继续以更严谨的方法和更广阔的视野积极开展对细胞自噬与衰老关系的深入研究,这必将进一步推动抗衰老药物的研发和促进人类健康的发展。
自噬在心血管疾病中的作用研究

自噬在心血管疾病中的作用研究一、自噬的概念及机制自噬是一种细胞内部的一种重要的生物学现象,它是细胞对自身内部损伤或老化蛋白质、细胞器等进行降解和再利用的过程。
自噬主要通过溶酶体-溶酶体融合作用将细胞内的垃圾物质进行降解,然后通过自噬小体释放出降解产物,再用于细胞内其他物质的合成。
自噬在生物体细胞内具有广泛的生理和病理功能,包括维持细胞内环境的稳定、抗氧化、细胞增殖和凋亡等。
自噬通过一系列相关的蛋白激酶和途径来调控自身的过程。
最重要的是自噬相关基因(Atg),它们在自噬过程中发挥着非常重要的作用。
自噬过程还受到mTOR(mammalian Target of Rapamycin)和AMPK(adenosine 5'-monophosphate-activated protein kinase)以及Beclin-1等信号通路系统的调控。
1. 自噬与动脉粥样硬化的关系动脉粥样硬化是一种慢性进行性的疾病,它的形成和发展主要与血管内皮细胞的损伤、低密度脂蛋白的氧化、炎症反应和细胞中氧化应激的加剧等因素有关。
研究表明,自噬在动脉粥样硬化过程中发挥着重要的作用。
一方面,自噬可以通过清除细胞内氧化物质来减轻细胞内的氧化应激反应,从而减少动脉粥样硬化的发生。
自噬还能够通过调控细胞内脂质代谢和炎症反应来抑制动脉粥样硬化的发展。
加强自噬在动脉粥样硬化中的作用,对于预防和治疗动脉粥样硬化相关心血管疾病具有重要的意义。
2. 自噬与心肌梗死的关系心肌梗死是一种严重的心血管疾病,它的发生和发展与冠心病、高血压、高血脂等因素有关。
研究表明,自噬在心肌梗死过程中发挥着重要的作用。
心肌梗死主要是由于心肌细胞缺血缺氧引起炎症反应和细胞凋亡,而自噬可以通过抑制细胞凋亡和炎症反应的发生来减轻心肌梗死的程度。
自噬还能够通过清除坏死组织和细胞碎片,促进心肌组织的修复和再生。
加强自噬在心肌梗死中的作用,对于预防和治疗心肌梗死具有重要的意义。
细胞自噬通路与衰老相关性深入剖析

细胞自噬通路与衰老相关性深入剖析细胞自噬是一种重要的细胞生物学过程,它通过分解和清除细胞内的有害或受损组分,维持细胞内环境的稳定。
近年来,研究发现细胞自噬通路与衰老之间存在密切的关联。
本文将对细胞自噬通路与衰老的相关性进行深入剖析。
细胞自噬是一种通过溶酶体介导的细胞内降解系统,其主要功能是将受损或废弃物质包裹成自噬体,并将其降解释放出来供细胞再利用。
细胞自噬通路包括三个主要步骤:自噬体的形成、自噬体的融合和自噬体的降解。
这一过程需要一系列的蛋白质、信号通路和细胞器的参与。
细胞自噬在正常的细胞生理中起到维持细胞内环境稳定的关键作用,而当细胞发生异常或受到外界因素的影响时,细胞自噬也扮演着保护细胞免受损伤的重要角色。
与细胞自噬相关的衰老现象被称为自噬功能衰减。
研究表明,随着年龄的增长,细胞自噬的功能逐渐下降,导致细胞内垃圾的积累和受损分子的堆积。
这些积累的垃圾和受损分子对细胞内环境的稳定产生负面影响,最终导致细胞和组织的衰老。
细胞自噬的功能衰减还与多种与衰老相关的疾病有关,例如神经退行性疾病、癌症和心血管疾病等。
研究发现,细胞自噬通路的降解衰退可能是导致自噬功能衰减的主要原因。
多种信号通路和关键调节因子参与了细胞自噬通路的调控。
其中,mTOR(靶向雷帕霉素皮样激酶)信号通路是细胞自噬过程的主要负调节因子。
mTOR信号通路的活化能够抑制细胞自噬,而细胞内环境异常、氧化应激、营养不足等因素可抑制mTOR信号通路的活化,从而促进细胞自噬的发生。
研究中发现,衰老细胞中mTOR信号通路活化水平升高,从而导致细胞自噬的降解衰退。
因此,维持mTOR信号通路的平衡可能是延缓衰老过程的关键。
除了mTOR信号通路之外,还有许多其他与细胞自噬相关的关键蛋白在衰老过程中发挥着重要作用。
例如,蛋白激酶AMPK(5' 三联磷酸腺苷激活蛋白激酶)是一个细胞能量代谢传感器,其活化能够促进细胞自噬的发生。
研究表明,AMPK的活化水平在衰老细胞中下降,从而抑制了细胞自噬的发生。
细胞自噬在衰老过程中的作用研究

细胞自噬在衰老过程中的作用研究随着人类平均寿命的不断延长,衰老相关的研究日益受到关注。
在众多与衰老相关的细胞生物学过程中,细胞自噬是一个关键的环节。
细胞自噬,就像是细胞内部的“清洁队”和“回收厂”,对维持细胞的正常生理功能和应对外界压力起着至关重要的作用。
细胞自噬是一种高度保守的细胞内降解过程。
简单来说,就是细胞将自身受损的细胞器、错误折叠的蛋白质以及入侵的病原体等包裹在双层膜结构的自噬体中,然后与溶酶体融合,将这些“垃圾”降解为小分子物质,实现细胞内物质的循环利用。
在衰老过程中,细胞自噬的功能会逐渐下降,这与衰老的发生和发展密切相关。
首先,细胞自噬在清除受损细胞器方面发挥着关键作用。
随着细胞的不断代谢和外界环境的影响,线粒体等细胞器会受到损伤,产生过多的活性氧(ROS),从而对细胞造成氧化损伤。
细胞自噬能够及时识别并清除这些受损的线粒体,减少 ROS 的产生,维持细胞内的氧化还原平衡。
如果细胞自噬功能减弱,受损的线粒体不能被有效清除,就会导致细胞内氧化应激水平升高,加速细胞衰老。
其次,错误折叠的蛋白质在细胞内积累也是导致衰老的一个重要因素。
随着年龄的增长,细胞内蛋白质合成和折叠的质量控制机制逐渐减弱,容易产生错误折叠的蛋白质。
这些错误折叠的蛋白质不仅失去了正常的功能,还会形成聚集体,影响细胞的正常功能。
细胞自噬可以通过降解这些错误折叠的蛋白质,维持细胞内蛋白质的稳态。
当细胞自噬功能下降时,错误折叠的蛋白质积累会增加,进一步加重细胞的功能障碍,促进衰老进程。
此外,细胞自噬还参与了细胞对营养缺乏的适应。
在衰老过程中,细胞的营养供应往往会受到影响。
细胞自噬可以通过降解细胞内的一些非必需成分,为细胞提供必要的营养物质和能量,帮助细胞在营养缺乏的情况下生存。
如果细胞自噬功能受损,细胞在面对营养缺乏时就难以维持正常的代谢和功能,从而加速衰老。
那么,细胞自噬在衰老过程中的具体作用机制是怎样的呢?目前的研究表明,一系列与细胞自噬相关的基因和信号通路参与了这一过程。
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自噬与血管衰老方面的研究成果综述自噬是由细胞质起源的自噬体与溶酶体融合降解胞内异常分子和长寿命蛋白的过程,是一种特殊分解代谢途径。
它在细胞代谢、存活与分化等方面都具有重要作用。
当前社会正朝向老龄化社会演变,关注老龄化相关疾病的研究显得格外重要。
随着细胞生物科学与老年医学的相互交叉发展,自噬在老年性心血管疾病、神经退行性疾病、脏器衰老等方面的研究中取得进展。
研究已发现通过对自噬调控能够对血管组成细胞的增殖、分化和转归起到重要的调控作用。
本文对自噬与血管衰老方面的研究进展进行综述。
1 自噬概述1. 1 自噬的概念和类型自噬是一种高度保守的细胞机制,主要针对长寿蛋白和损伤细胞器的降解与循环利用〔1〕。
它属于分解代谢过程,通过循环利用细胞内成分如蛋白、核糖体、脂质甚至整个细胞器来应对各种应激反应。
在整个营养供应中,合成代谢占据了优势,自噬则维持较低水平,以保证正常的细胞代谢平衡与生存。
在饥饿过程中,既可通过不足的营养供应,也可通过有缺陷的生长因子信号通路,快速诱导自噬激活。
自噬降解后的产物主要有两种作用: 提供生物合成所必需的基质、底物与补充细胞内能量,而后者的主要贡献来源于氨基酸、脂肪酸的降解。
目前自噬有三种类型: 小自噬、分子伴侣调控自噬和大自噬。
小自噬是溶酶体膜自动包裹长寿命蛋白等分子物质进行降解。
在分子伴侣自噬中,错误折叠蛋白通过热休克蛋白Hsp70 转位到溶酶体进行清除。
大自噬是起源于内质网膜,经延展后包裹待降解蛋白形成自噬体,与溶酶体融合后进行降解。
1. 2 自噬相关蛋白与分子构成自噬过程本身十分复杂,包括了膜体启动、囊泡转换和载体降解。
而整个自噬过程受到了自噬相关基因( ATG) 的调控。
这些ATG 基因在自噬过程的不同阶段均发挥着重要作用。
自噬途径的分子构造包括了以下四个亚组: ①Atg1 激酶复合体: 这个信号复合物控制了自噬体形成的早期阶段,最近有研究发现Atg1 在自噬晚期阶段也发挥重要的作用〔2〕。
ULK1/2 是酵母Atg1 的哺乳动物同系物。
哺乳动物细胞在营养富足的条件下,mTOR能磷酸化和灭活ULKs。
通过饥饿或者雷帕霉素干预,可激活ULK1 和ULK2,磷酸化Atg13 和FIP200,它们在自噬流中起关键作用。
②mAtg9信号通路: 通过在前自噬体结构( PAS) 中添加新的膜材料对自噬体双层膜结构进行组装。
Atg11、Atg23 和Atg27 能控制Atg9到达PAS 的顺势运动; 反之,Atg1-Atg13、Atg2-Atg18 和Atg14 是参与Atg9 的逆向运动返回外围靶点〔3〕。
③磷脂酰肌醇3-羟激酶( PI3K) /Vps34 复合体: 多样化的Atg 蛋白被募集到吞噬泡中,通过结合到由Vps34 ( 在哺乳动物细胞中的PI3K) 生成的PIP,参与自噬体的构成。
这其中包括Atg18、Atg20、Atg21 和Atg24。
Vps34 构成了两种不同的PI3K 复合物: 复合物1( Vps34,Vps15/p150,Atg6/beclin 1 和mAtg14) 和复合物2( Vps34,Vps15,Atg6 和Vps38)〔4〕。
④两种泛素样蛋白共轭系统: 两种与泛素共轭级联相似的级联特征有助于吞噬泡的延长与自噬体的形成。
Atg12 被一种泛素样E1 酶Atg7 激活,随后转移到泛素样E2 酶Atg10 上。
在其他泛素样级联中,LC3 作为Atg8 的哺乳动物同系物在Atg4 暴露于羧基末端的甘氨酸位点进行裂解〔5〕。
2 血管衰老 2. 1 衰老与自噬衰老是一种复杂的病理生理过程,生物体内损伤的分子、细胞、组织不断进行积累造成生物体功能的持续衰退、疾病易感性增加、最终导致死亡。
目前有很多报道证实了自噬在延缓衰老中发挥作用的依据。
整个衰老过程中,自噬相关蛋白的丰度与自噬活性都有不同程度的下降。
生物体的衰老会减少不同组织自噬体的构成和功能,这包括了自噬在内的蛋白水解能力以及介导自噬活性的能力。
能量限制可以调节六月龄小鼠肝脏中的蛋白水解率达到峰值,而随着鼠龄的增长逐渐降低。
氧化应激通过胰岛素受体信号通路,使衰老器官的自噬活性逐渐下降〔6〕。
也就是说氧化应激诱导激活胰岛素受体信号通路,而后者抑制了自噬活性。
在很多生物体内,运用基因或者药物性手段延长寿命需要自噬的参与,而缺乏长寿调控基因的诱导会使大多数基因表型存在明显缺陷,而降低或抑制自噬活性〔7〕。
目前认为,衰老期间大自噬与分子伴侣自噬活性均下降。
在转基因小鼠中阻止衰老相关LAMP-2A 蛋白下降,能维持具有功能的分子伴侣自噬,延缓衰老。
LAMP-2A 在衰老期溶酶体内下降的机制被认为是发生在转录以后,因为衰老并没有影响LAMP-2A 的转录效率,但是研究发现了衰老大鼠肝脏中HSP90 表达水平下降〔8〕,因此认为热休克蛋白HSP90 在LAMP-2A 复合体的装配环节可能充当一个重要的组件。
基于这些,HSP90 蛋白也可能是蛋白酶体系统降解的重要调节器,分子伴侣自噬通过它们维持蛋白水解通路功能的能力影响了衰老和长寿〔9〕。
除了分子伴侣自噬外,大自噬的功能在哺乳动物的衰老组织也会被抑制,特别是依赖于大自噬对存在缺陷的线粒体降解的能力。
2. 2 血管衰老与自噬干预人类的衰老现象被认为是一种严重的心血管危险因素。
血管结构与细胞表型功能的衰老变化导致老年人群患粥样硬化心血管疾病的高危性。
对人体动脉粥样硬化损伤的组织学研究表明,血管内皮细胞确实存在衰老的形态学特征〔10〕。
内皮细胞的衰老包含了内皮功能失调、粥样硬化、内皮细胞抗血栓下降等特征。
根据自由基理论,活性氧簇( ROS) 对血管失调和动脉粥样硬化有着潜在的连带责任。
而血管内皮一氧化氮( NO) 能抵制氧化应激状态,内皮型一氧化氮合酶( eNOS) 激活以及后面的NO 产物延缓了内皮细胞的衰老〔11〕。
有研究已证实蛋白降解的溶酶体途径与很多心血管疾病关系密切。
关注自噬机制的分子解剖学,就有可能弄清楚自噬在很多心血管疾病发病过程中的作用〔12〕。
血管功能和存活主要依赖于基础水平的自噬存在。
不同方式的能量限制能延长生物体寿命和改善血管壁的舒张功能,这可能和参与自噬诱导胰岛素/PI3K 信号下降的机制有关〔13〕。
目前明确的应激状态如营养缺乏和缺氧,均会诱导自噬流的大幅度增加〔14〕,这样能起到清除缺陷细胞器、错误折叠蛋白和补充营养的作用。
在血管细胞生长过程中,合成代谢与分解代谢过程都被激活,在初期前者占据主导使得细胞生长,然而当一种新的稳态出现,自噬流增高,使得依赖于生长刺激物质的信号通路上下联系,自噬会被抑制或者部分抑制。
3 血管组成细胞衰老与自噬3. 1 血管内皮细胞既往研究证实人类的心血管疾病比如动脉粥样硬化损伤由氧化应激的参与,过多活性氧蔟ROS 的产生会导致内皮细胞表现出衰老的特征。
在动脉粥样硬化导致的缺血性内皮细胞损伤中,自噬的适度上调会延迟凋亡和坏死,而未控制的自噬由于过度降解细胞组成部分而导致细胞死亡。
最近在体外实验中已经证实了内皮细胞的自噬促进了血管生成〔15〕。
在人类冠状动脉内皮细胞中,运用促自噬活性药物激活沉默信息调节因子1( SIRT1) 进行高表达的措施可以改善线粒体的功能,减少ROS 产物和细胞内的过氧化氢水平,抑制氧化应激诱导的内皮衰老〔16〕。
在一些病理状态下,内皮细胞激活能导致收缩性因子的产生和释放,包括环氧化酶来源的缩血管因子( EDCFs) ,它们会对抗NO 的舒张活动,而ROS 通过减少NO 来损伤内皮细胞功能。
雌激素不足带来的内皮功能失调是由于NO 活性降低的缘故。
氧化应激诱导的环氧化酶依赖性产物可能提示内源性雌激素作为抗氧化剂的作用。
激素通过抑制ROS 产物保存内皮依赖的血管舒张〔17〕。
内源性雌激素的保护作用能稳定NO 活性,通过诱导自噬激活L-赖氨酸-NO 通路阻断氧化应激。
很多心血管疾病会诱导应激反应,激活腺苷酸活化蛋白激酶( AMPK) 信号通路,激酶活化对血管内皮产生直接与间接的调控作用。
内皮失调和炎症细胞黏附是动脉粥样硬化的一种早期事件,AMPK 参与到了这些事件中〔18〕。
在人脐静脉内皮细胞( HUVECs) 中,AMPK 的激活减少了炎症细胞黏附和转移。
有研究表明尽管在血管内皮细胞中AMPKα1 亚基表达较AMPKα2 更为广泛,然而AMPKα2 也有很重要的生理效应,比如促血管生成和在缺氧条件下调控内皮细胞分化〔19〕。
激活内皮细胞的AMPK 在Thr172 位点磷酸化eNOS,导致NO 产生。
这个可能是通过了磷酸化eNOS 和HSP90 的相互联系。
除了直接激活AMPK 的基因外,通过磷酸二酯酶抑制剂西诺他唑改变AMP: ATP 比率都能增加NO 的产生,修复内皮细胞功能。
除了通过诱导自噬修复氧化应激诱导损伤的内皮细胞之外,ROS 产物和AMPK 激活也参与自噬介导血管生成。
在体内实验中,趋化素能促进内皮细胞增殖、迁移和管腔形成〔20〕。
AMPKα 参与了趋化素诱导的内皮细胞自噬中,并呈时间依赖方式调控下游通路ACC 的磷酸化,这些都提示了ROS 在诱导自噬发生对血管内皮细胞产生着复杂而又密切的生物效应,这包括了血管内皮细胞增殖、迁移、管腔形成到修复细胞衰老等。
3. 2 血管平滑肌细胞动脉粥样硬化作为动脉管壁内膜的一种慢性炎症疾病,其发展是以动脉粥样硬化斑块形成为特征。
大量证据表明,细胞死亡是动脉粥样硬化的主要调节因素。
细胞死亡的结果主要取决于斑块形成阶段和所累积细胞类型。
由于动脉粥样硬化斑块中纤维帽的抗张强度主要依赖平滑肌细胞数量与其合成胶原蛋白的结构特征,平滑肌细胞的死亡或者丧失可能是导致斑块去稳定或破裂的主要因素〔21〕。
在实验动物的血管粥样斑块纤维帽内,变性的平滑肌细胞具有自噬的特征结构,在运用氧化应激方法处理的平滑肌细胞中常观察到这些的特征〔22〕。
平滑肌细胞可通过自噬清除变性蛋白质和其他细胞内大分子物质或者细胞器,对于维持自身内环境稳定发挥重要作用。
在血管平滑肌细胞( VSMCs) 中AMPK 激活发挥血管舒张的作用。
在大鼠胸主动脉平滑肌细胞,自噬通过5-氨基-4-甲酰胺咪唑核苷酸( AICAR) 诱导的AMPK 活化来介导了不依赖内皮细胞和NO 形式的舒张状态,增加促血管舒张的前列环素合成。
AMPK 激活和增加环氧合酶-2( COX-2) 蛋白表达有关系,似乎TAK1 磷酸化和p38 丝裂原活化蛋白激酶( P38MAPK) 激酶通路的下游激活了这种效应。
增加COX-2 表达代表一种促炎症反应,这样可能会抵消AMPK 激活所产生的一些血管保护作用〔23〕。
在VSMCs 中AMPK 可能通过IP3R调控钙离子释放来调控细胞内钙,这可能是AMPK 直接血管舒张效应的基础。