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1、中国细胞生物学学报ChineseJournalofCellBiology2012,34(10):959–966http://www.cjcb.org特约综述本课题组主要从事线粒体生物学研究，关注线粒体在细胞凋亡中的关键作用，分析Bcl-2家族蛋白在线粒体细胞色素C释放中的调控机制。近年来，实验室集中从事线粒体动态变化和线粒体自噬分子机制的研究，发现了新的线粒体自噬的受体。目前,正在利用相关动物模型分析线粒体自噬在神经退行性疾病、心血管和肿瘤发生中的关键作用。http://www.mitolab-chen.org线粒体自噬的研究进展刘 垒1 冯 杜2 朱玉山2 陈 佺1,2*12(中国科学院
2、动物研究所,北京100101;南开大学生命科学学院,天津300071)摘要线粒体自噬(mitophagy)是指细胞通过自噬的机制选择性地清除线粒体的过程。选择性清除受损伤或功能不完整的线粒体对于整个线粒体网络的功能完整性和细胞生存来说十分关键。线粒体自噬的异常和很多疾病密切相关,因此对于线粒体自噬的具体分子机制以及生理意义研究有很重要的生物学意义。线粒体自噬的研究是目前生物学领域的研究热点,该文主要综述了近年来在线粒体自噬领域取得的研究进展,旨在为相关领域的研究提供参考。关键词线粒体;线粒体自噬;缺氧1线粒体自噬的概述后,通过电镜观察发现了很多被膜结构包裹的线粒[3]线粒体决定细胞的生存和
3、死亡。一方面,线粒体,并且这些线粒体随后会被溶酶体降解掉。但[4]体是细胞的能量工厂,通过氧化磷酸化为细胞的生线粒体自噬这一概念由Lemasters于2005年正式提存提供能量和生物合成的底物;另一方面,线粒体代出。他观察到线粒体膜电位降低和线粒体通透性膜谢过程中活性氧的异常积累会引起线粒体损伤,从孔开放能引起线粒体自噬,并认为线粒体自噬可能而释放促凋亡蛋白,如细胞色素C和其它凋亡因子在减少由衰老引起的线粒体DNA突变中起着重要等。细胞色素C释放能引起凋亡蛋白复合体(apopto-的作用。越来越多的研究表明线粒体的清除是一个some)的形成和Caspase-9的激活,并通过一系列级联选择性
4、的过程,线粒体自噬的研究是目前细胞生物放大反应来活化下游的Caspase家族蛋白,启动细胞学和线粒体研究领域的热点课题。线粒体自噬的异[1]的凋亡过程。常与多种疾病包括神经退行性疾病、血液病和心血为维持细胞的正常活动状态,受损伤或不需要管疾病甚至癌症的发生有密切关系。研究线粒体自的线粒体需被及时清除掉。最新的研究表明,细胞噬的分子调控机制将有助于了解这些疾病的发生机[5-8]主要通过自噬机制选择性地清除受损伤或不需要的制和寻找新的疾病预防及治疗的策略。线粒体,这一过程被称为线粒体自噬(mitochondrial国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2013CB531200)和国家[
5、2]autophagy或mitophagy)。早在1962年就有文献报自然科学基金(No.81130045,No.31201042)资助项目道,体外灌注的大鼠肝脏用胰高血糖素处理15min*通讯作者。Tel:010-64807321,E-mail:chenq@ioz.ac.cn960·特约综述·[11-12]2线粒体选择性自噬的机制够和参与细胞自噬的关键蛋白Atg11相互作用。2.1酵母中线粒体自噬的调控机制在Atg32的胞浆区域还具有典型的Atg8结合区域即自噬主要的生理功能是能够将胞质中的大分LC3相互作用区域(LC3interactingregion,LIR),通过[12]子物质和一
6、些损坏的细胞器通过溶酶体途径降解,实验证实Atg32和Atg8有直接的相互作用,Atg32实现能量的再循环,以维持细胞自身的稳定。自噬分可能通过和隔离膜(isolationmembrane)上的Atg8及为三种类型,分别是大自噬(macroautophagy)、小自噬Atg11的相互作用,使得线粒体逐渐被自噬小泡包裹[13](microautophagy)和分子伴侣介导的自噬(chaperone-从而被降解掉,并且Atg32和Atg11的相互作用受mediatedautophagy,CMA)。目前研究最充分的是大到了Atg32的114位丝氨酸磷酸化的调节,蛋白激酶自噬,大自噬是指长寿命蛋白
7、或细胞器被双层膜结Hog1和Pbs2通过调控未知的蛋白激酶对Atg32的磷构的自噬小泡包裹起来,并且最终和溶酶体发生融酸化能够促进Atg32和Atg11的相互作用和线粒体自[14]合并降解的过程。自噬的早期研究主要是利用酵母噬的发生。开展的,前期的研究工作鉴定出了一系列参与自噬Atg32在哺乳动物里没有同源蛋白,这说明哺过程的蛋白质,这些蛋白都被命名为Atg(autophagy-乳动物里还有其他的基因参与了线粒体自噬的调
