线粒体自噬在低氧适应中的作用

《线粒体自噬在低氧适应中的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、SpecialTopic:CellAutophagy细胞自噬专题Review综述生物化学与生物物理进展ProgressinBiochemistryandBiophysics2012,39(3):217~223www.pibb.ac.cn线粒体自噬在低氧适应中的作用*何云凌吴丽颖**朱玲玲**范明(军事医学科学院基础医学研究所认知科学研究室，北京100850)摘要低氧是一种典型的应激环境，细胞在低氧条件下能量和氧化代谢发生改变，其中线粒体产生的大量活性氧严重威胁细胞的存活．线粒体自噬是近年来被发现的细胞适应低氧的一种适应性代谢反应．细胞

2、在低氧条件下能通过上调低氧诱导因子1(HIF-1)，激活BNIP3/BNIP3L及Beclin-1介导的通路诱导线粒体自噬，最终减少ROS的产生，促进细胞的存活，使机体产生低氧适应．综述了线粒体自噬在低氧适应中的作用及其机制．关键词低氧，线粒体自噬，低氧诱导因子1(HIF-1)，活性氧(ROS)学科分类号Q25，Q41DOI:10.3724/SP.J.1206.2011.00191氧在生命体能量代谢和稳态平衡中具有至关重要的作用，它是维持机体正常发育和生长不可缺少1低氧的生命要素．机体多种器官或组织处于生理性低在正常的生理状态下，机体

3、的器官或组织并非氧状态中，并且这种低氧环境影响着机体的生理机处于20%的氧环境中，而是处于一种相对低氧的能[1]．然而，人们更关注的是病理状态下的低氧对环境，这就是生理性低氧．例如，在胚胎发育过程人类健康的威胁，如心、脑缺血/缺氧及高原等特以及成体脑组织中氧均处于较低的浓度，并且这种殊低氧环境对机体造成的损伤．因此，研究低氧对低氧环境对于胚胎发育和成体脑组织行使正常生理机体功能的调节具有重要意义．[1]功能是必不可少的．而另一方面，机体正常的氧线粒体是对低氧反应最为敏感的细胞器，在低供给如果得不到保障会造成一系列的病变，例如高氧下线粒

4、体功能将发生重大调整以适应低氧环境．原低氧引起的高原病，心肌缺血造成的心肌损伤，细胞在低氧应激时受到的最大威胁并不是由于线粒脑中风或脑缺血引起的神经退行性疾病，新生儿围体氧化磷酸化(oxidativephosphorylation,OXPHOS)[4]产期缺氧导致的脑瘫等．此外，恶性肿瘤生长过受抑制而导致的ATP生成的减少，而是电子传递程中，因增殖过快造成局部组织严重缺氧，这也正链最后的电子受体氧分子供应不足导致活性氧是肿瘤的重要特征之一．因此，研究低氧导致的机(reactiveoxygenspecies，ROS)的大量产生．ROS体

5、代谢功能的变化及其发生改变的机制，不仅有助恣意攻击细胞内的脂类、蛋白质、DNA等大分子于人们对胚胎发育、成体内神经系统活动等正常生物质，甚至是细胞器，使它们发生氧化损伤，最终威胁细胞的生存．所幸，细胞中存在着一系列调控氧化还原稳态的机制，线粒体自噬便是新近被发现*国家重点基础研究发展计划(973)(2011CB910800,2012CB518200)的最为重要的调控途径之一，细胞通过降解受损或和国家自然科学基金(81000856,81071066)资助项目.**通讯联系人.Tel:010-66931315,Fax:010-682130

6、39老化的线粒体保障细胞内氧化还原的稳态．目前这朱玲玲.E-mail:linglingzhu@hotmail.com种适应性代谢机制在低氧应激等领域正受到密切的吴丽颖.E-mail:liyingwu6160@yahoo.com.cn关注[2-3]．收稿日期：2011-05-06，接受日期：2011-11-04·218·生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.2012;39(3)理功能的了解，还有助于人们对缺血缺氧性疾病，能稳定PINK1蛋白，使线粒体膜上的PINK1聚以及癌症等多种疾病发病机理的认识，促进对相关

7、集，这样PINK1就能招募具有E3泛素连接酶活性疾病的预防和治疗．的Parkin从细胞质中转位至功能紊乱的线粒体上，由PINK1招募的Parkin随后将线粒体底物进行泛2线粒体自噬素化标记，并最终导致线粒体发生自噬性降解[3]．2．1细胞自噬与线粒体自噬此外，研究发现，Bcl-2家族中的NIX能通过诱导自噬(autophagy)是一种通过形成双层膜的自线粒体膜电位的降低使自噬体特异性地识别和降解噬体(autophagosome)包裹胞质、细胞器和蛋白质线粒体，并且这种NIX依赖性的线粒体自噬对于聚合物，并运送至溶酶体进行分解代谢的过程

8、[3]．[7]红细胞成熟过程中线粒体的清除是必不可少的．过去，自噬一直被视为一种死亡程序诱导的细胞死上述的研究结果证实，线粒体自噬不仅是一种具有亡．而近些年的研究发现，自噬是对低氧、营养匮选择性的自噬过程，它还在疾病防御