关于“自噬”有关内容在研究生教学中的探索
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[摘要] 自噬是真核细胞普遍而特有的生命现象，在促进细胞生存、维持细胞自我稳态等方面起着重要作用，广泛参与多种生理和病理过程，也成为了研究中的一个新热点。为了让研究生了解当今的热点问题，笔者开展了“自噬”有关内容的教学探索。
[关键词] 自噬；相关内容；研究生教学；探索
[中图分类号] R34 [文献标识码] C[文章编号] 1674-4721(2011)06(a)-136-02
自噬(autophagy)是一种真核细胞特有的生命现象，无论细胞处于正常还是病态中，它的作用主要是为了维持细胞的自我稳态或促进细胞生存[1]。自噬在许多疾病的病理过程中扮演了重要角色，故而成为近年来医药界的研究热点。为了让研究生了解当今的热点问题，对自噬的有关内容，本文在教学过程做了如下探索：
1 了解Ⅰ型和Ⅱ型程序性细胞死亡的概念以及自噬体的种类
1.1 Ⅰ型和Ⅱ型程序性细胞死亡
Clarke(1990)将细胞死亡分为四类：第一类指的是人们通常所说的凋亡，也叫凋亡性的程序性细胞死亡，典型特征是细胞皱缩，形成凋亡小体，核DNA降解，残余的部分被吞噬细胞的溶酶体消化，也叫Ⅰ型程序性细胞死亡。第二类指的是“自噬”，也就是自噬性程序性细胞死亡，也叫Ⅱ型程序性细胞死亡。另外两类为坏死，即细胞质型降解和非溶酶体降解。
细胞凋亡与自噬作为Ⅰ型和Ⅱ型程序性细胞死亡，通常共存于同一个细胞内，而两者的作用和功能却相互影响、制约和平衡，可在不同的状态下产生不同的结果。自噬通常有助于细胞存活，而细胞凋亡却无一例外地最终导致细胞死亡。
1.2 自噬的种类
根据细胞中底物进入溶酶体途径的不同，可将自噬分为：分子伴侣介导的自噬(chaperon-mediated autophagy，CMA)、微(小)自噬(microautophagy)和巨(大)自噬(macroautophagy，即通常所指的自噬)[2]。它们之间的区别：巨自噬是由单层膜形成双层膜的结构，微自噬由溶酶体膜直接内陷形成；CMA则完全没有形成膜性结构的过程。CMA的底物是可溶性的蛋白质分子，因此清除受损大分子时具有选择性，而前两者无明显的选择性。胞内物质的降解途径与细胞的类型、状态及被降解物质的特性相关。降解后产生的氨基酸等可以被细胞重新利用，因此自噬过程也构成了细胞物质的再循环过程。
2 了解自噬体的生理功能，突出自噬体对细胞生存的双向性作用
细胞自噬的生理功能非常复杂，主要涉及以下4个方面[1]：①自噬是环境变化的适应性反应和细胞对代谢应激采取的措施。代谢应激是因细胞能量供应不足而引起的应激反应，这时机体动员自身储备。自噬作用所降解的产物如氨基酸等可进入物质能量循环，来满足应激条件下细胞和有机体代谢的需求[3]。②自噬有处理废物的功能。自噬可处理细胞中的废物，如丧失功能的细胞器、大分子等，还可防止异常蛋白质累积，去除细胞内病原体，这一过程对延缓衰老、阻止细胞癌变等有重要的意义。③自噬抑制活性氧簇(ROS)的产生，因此具有细胞保护作用。在一些不利于细胞生存的情况下，细胞可启动自噬来处置受损的线粒体和过氧化物酶体，对细胞起到一定的保护作用。④在细胞无法继续维持自身生存时，自噬可诱导细胞主动性死亡[4]。
3 熟悉自噬体的形成过程
见图1。
3.1 启动阶段
在一些生理和病理因素的诱导作用下，哺乳动物细胞开始发生自噬。启动阶段的靶点主要为mTOR(mammalian target of rapamycin，mTOR)相关靶点，包括Ⅰ型PI3K(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)和TOR复合体1(TOR Complex1，TORC1)[5]。
3.2 形成阶段
自噬体的形成可分为核化、延伸和完成3个阶段。这个过程需要多种Atg蛋白协同参与完成。
3.3 降解再利用阶段
在自噬溶酶体内，自噬体内膜及其中包裹的物质被多种蛋白酶降解，然后外排，回胞质后得以再利用[6]。
4 了解自噬体在细胞中的信号通路，掌握自噬过程中药物的作用靶点
在细胞自噬形成过程中，每个阶段中都存在能调节自噬水平的关键酶和蛋白质，分子机制比较复杂，其中有些位点已经或将来有可能成为抗肿瘤药物的作用靶点(图1)[7]。
5 掌握自噬体的研究和检测方法
细胞自噬是一个动态的多基因参与调控的细胞生理过程。在高等真核生物中，自噬的检测主要包括两个方面的内容：自噬泡(phagophore)或自噬体(autophagosome)形成方面的稳态监测方法和细胞自噬的过程(Flux)监测[8]。
对自噬过程的观察和检测常用的策略和技术有[8]，①检测自噬的金指标：投射电镜检测。②自噬体膜标志性蛋白质的检测：利用Western Blot检测LC3-II/I比值的变化以评价自噬形成或在荧光显微镜下采用GFP-LC3融合蛋白来示踪自噬形成。③单丹(磺)酰戊二胺(MDC)染色法。④对自噬溶酶体及其残体的检测有吖啶橙染色法；残体的检测主要是对脂褐素颗粒的显微观察。
自噬体的研究受到了越来越多的关注，在国内很多实验室已经开始了这方面的研究，因此对于研究生有必要了解并把握其中的内容。我们在研究生的课程中，探索了自噬体的教学，希望各位同仁指正。
[参考文献]
[1]Levine B,Kroemer G.Autophagy in the pathogenesis of disease[J].Cell,2008,132(1):27-42.
[2]Mizushima N.Autophagy:process and function[J].Genes Dev,2007,21(22): 2861-2873.
[3]Mizushima N,Levine B,Cuervo AM,et al.Autophagy fights disease through cellular self-digestion[J] ......
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