纳米材料引发保护型自噬及mirna在纳米材料诱导自噬之作用研究

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1、纳米材料引发保护型自噬及miRNA在纳米材料诱导自噬之作用研究第一章绪论1.1细胞自噬1.1.1引言诺贝尔奖获得者、溶酶体发现者、比利时著名科学家ChristiandeDuve在20世纪50年代通过电镜观察发现细胞内自唆体(autophagosome)这一超微结构的存在。这一发现是基于对胰高血糖素作用下的肝脏内线粒体和其他细胞器被降解过程的观察(DeterandDedxive，1967)。之后他在1963年溶酶体国际会议上提出了自隆(Autophagy)这个说法。从上世纪60年代到90年代，但由于缺乏更加有效的实验手段，细胞自嗟研究主要局限在对其细胞生物学现象和亚细胞形态的描述

2、上。1999年美国Levine研究组发现自噬基因Beclinl抑制肿瘤发生，第一次显示了细胞自暖与重大疾病的相关性，也重新激起了人们对自B楚研究领域的热情(Liangetal.，1999)。2004年1月细胞自唾专业杂志Autophagy杂志创刊，细胞自唾的研究进入一个快速发展的井喷阶段。自2007年至2011年己经召开了五届自睡国际会议，世界范围内自噬研究的广泛展幵。本世纪初至今，细胞自_作为一个热门的生物学研宄领域一直备受关注。1.1.2细胞自隨的基本过程和分类从字面的Auto-(自我的、自发地）和-phagy(通常表示吞隨的词根）不难看出，细胞自唾是一种消化自身的过程，是

3、细胞自发性降解受损的细胞器、大分子物质和长寿命蛋白的细胞生物学现象。与蛋白酶体途径等其他蛋白降解途径不同的是，它主要是负责长周期蛋白的降解(MortimoreandPoso,1987),KlionskyandEmr,2000).内质网（endoplasmicreticulum)、高尔基体的一部分也会经过自唾途径降解，甚至有研究表明，在酵母中，自哩甚至可以降解细胞核的部分区域(Robertsetal.,2003,Millenetal.,2009)。细胞自噬的大体过程如图1.1所示，当自噬发生时，细胞内部首先由粗面内质网、高尔基体等膜结构中脱落产?生一种双层脂膜结构，被称为杯状分隔

4、膜(Phagophore)；杯状分隔膜不断延伸包裹在待降解物的周围，最终形成一个脂质球体，被称为自唾体（Autophagosome),它是以标志性的双层膜结构为特点的(:Mizushima，2007；)。自唾体双层膜的起源尚不清楚，一种观点认为其于粗面内质网（roughendoplasmicreticulum,RER)，也有观点认为于晚期高尔基体(Golgiapparatus)及内体(endosome)(Axeetal.,2008，SimonsenandTooze,2009)，甚至有研究发现在其他被严格限制条件下，自唾体双层膜是于细胞核膜的（nuclearenvelope)(E

5、nglishetal.,2009a),也研究认为不能排除双层膜是自发合成的。接下来的步骤中，自唆体与溶酶体融合，形成自噬溶酶体(Autolysosome)。具体过程是自唆体的外膜与溶酶体膜相融合，剩下的内膜及其内容物在溶酶体内的酸性蛋白酶等分解酶的作用下被分解为氨基酸、核苷酸等基本物质，由线粒体通透酶和转运蛋白运送至胞装中，继续参与包括能量生成，细胞器再生等关键细胞生物学过程。因此可以说，细胞自噻是细胞内的回收工厂。根据细胞内底物运送到溶酶体腔方式的不同，广义上哺乳动物的细胞自唆可被分为三种(CrotzerandBlum,2005)：大自嗟(Macroautophagy)、小自

6、唾(Microautophagy)和分子伴伯介导的自卩蜜（Chaperone-mediatedautophagy)。在、大自噬形式的autophagy中，哺乳动物细胞胞楽中需要降解的长周期蛋白和细胞器残骸等自唾底物被非溶酶体的双层膜所包裹，形成前文提到的自唾体(Autophagosome)，并由自噬体将其转运到溶酶体中进行降解；小自噬形式的细胞自隨与大自噬不同点在于双层膜的，小自哩的双层膜源自溶酶体膜，溶酶体膜自身变形包裹了内容物。在大自噬和小自唆两种形式的自隨中，底物被其所包裹的双层膜结构带至溶酶体并融合后，均发生膜的迅速降解，进而释放出其中的底物，使溶酶体中水解酶对底物进行

7、有效分解处理，保证了细胞对内含物中有用物质的再利用。分子伴侶介导的自首先由胞衆中的分子伴侶HSC73识别底物蛋白分子的特定氧基酸序列（如KFERQmotif)并与之结合，分子伴侶-底物复合物被溶酶体膜上的Lamp2a受体识别后，底物蛋白分子去折叠；溶酶体腔中的另外一种分子伴侶介导底物在溶酶体膜的转位，底物进入溶酶体腔中，在水解酶作用下被降解，以便细胞再利用(CuervoandDice,1996)。第2章纳米ParamontroseiteVO2引发保护性细胞自趣2.1引言钒(Vanadium)