运动调节骨组织细胞自噬的展望.doc

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1、运动调节骨组织细胞自噬的展望　　摘要：自噬是对受损的蛋白质和细胞器的消除主要代谢途径，是目前公认的一种抗衰老的过程和维持细胞内环境稳定的基础作用，同时自噬也是适应生物力学刺激的一种响应机制。通过自噬在骨组织细胞和骨代谢疾病中的重要作用，提出运动可调节骨组织细胞的自噬。方法：回顾近年来有�P在不同骨细胞类型即成骨细胞、破骨细胞和骨细胞的自噬作用的文献资料法。结果：通过近年文献的综述，发现骨组织细胞自噬与骨代谢、骨相关疾病有着重要的联系。结论：自噬在骨生理学、骨代谢中存在重要作用，运动作为调节自噬的一种重要方式，可能调节不同骨细胞

2、类型自噬，进而影响骨代谢。　　关键词：运动；自噬；骨细胞　　中图分类号：G804.2文章编号：1009-783X02-0171-06文献标志码：A　　运动调节骨代谢的作用在国内外已有很多研究，运动对骨代谢的调节是通过多种途径整合的过程，例如运动调节骨组织细胞信号通路、激素分泌，从而调节骨代谢等。现在发现骨组织细胞自噬作为一种重要的途径，存在饥饿和应激状态下，对细胞内组分进行自我消化，获取养分、维持能量平衡，调节骨代谢。研究发现，骨组织细胞自噬的发生在一定程度上有利于细胞存活。细胞质靶向降解物质包括长寿蛋白，聚集体和受损的细胞器

3、。双膜囊泡的自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体后，内容物降解和循环利用。基础自噬发生在所有细胞中较低的水平，是一种蛋白质和细胞器的质量控制机制，维持正常的细胞内环境的稳定。此外，当遇到各种压力如饥饿、氧化应激、缺氧或感染时自噬上调，类似一种保护机制。骨是一个复杂的器官，骨的重建贯穿人的一生，有一个严密的控制机制，主要由3种细胞类型执行：成骨细胞、破骨细胞、骨细胞。研究发现这3种骨组织细胞均存在自噬，运动作为调节自噬重要的方式是否调控骨细胞自噬进而诃节骨代谢？本文对近年来关于骨组织细胞自噬的文献进行综述，旨在为运动调节骨组织细胞自

4、噬进而调节骨代谢进行展望，这将成为运动调节骨代谢的一个新课题。　　1.自噬的机制　　哺乳动物雷帕霉素靶蛋白，--fO高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶，是mTORCl复合物的一部分，包括Raptor和mLST8蛋白，作为营养和能量的传感器，是调控自噬的主要途径。　　自噬体的形成是一个多步骤的过程，包括超过15个自噬相关蛋白分层招募前自噬体结构，a在应对不同刺激如mTORCl失活，细胞自噬是通过ULKl复合物和Ⅲ类P13K复合物启动。由于局部PBP形成，与ATG9提供部分膜相关，形成一个吞噬泡。b该ATGl2共轭体系与LC3的共轭体系

5、一样，都涉及隔离膜的伸长和关闭。自噬体融合溶酶体形成一个完整自噬溶酶体，通过水解酶降解的内容材料，释放在细胞质中代谢产物作为能源。a由ULK-1/2，ATG-13，ATG-101和FIP200组成复合物介导启动自噬。在营养充足的条件，mTORCl通过ULK-1/2、ATGl3的磷酸化负向调节ULK复合物。在运动和饥饿刺激下，可能导致mTORCl失活，激活ULK-1，ATGl3和FIP200磷酸化，诱导自噬发生。a’ULKl的磷酸化触发多蛋白复合物的易位，含Beclin-1、AMBRA、ATG14L、Vpsl5和Ⅲ类磷酸激酶，从

6、细胞骨架结构到细胞自噬前体到初级自噬体的形成。磷脂酰肌醇-3，由VPS34活动产生，约束W1PI效应器和ATG9一起调节自噬体形成的最初阶段，ATG9在不同区域循环，被认为是一个膜延伸脂质载体。　　延伸和闭合过程需要2个泛素样蛋白复合物及相应的共轭机制和几种SNARE蛋白。b首先包括ATG7和ATGl0酶，来调节泛素样ATGl2到ATG5的共价结合ATGl2-ATG5。ATGl2-ATG5结合后再结合到ATGl6形成ATGl2-ATGS/ATGl6，是自噬体生物合成必不可少的过程，然后结合到PAS第2类泛素样系统。bl第2类泛

7、素系统允许磷脂酰乙醇胺共轭到微管结合的轻链3，与酵母ATG8同源。初期的LC3是ATG4首先产生的，由ATG7活化，转移到ATG3缀合酶，再结合到PE。LC2-PE作为自噬的标记，目前是在自噬体上完整的膜蛋白。　　自噬作用一直被认为是一种非选择性的过程，但几个选择性自噬形式已经被确定。自噬受体一般出现一个泛素结合结构域允许破坏性的泛素化结构相互作用，一个特定的氨基酸序列为LC3相互作用区与ATG8蛋白家族成员结合。除了其降解功能，最近在OC观察到蛋白质分泌自噬，此外，在生物力感应细胞还发现自噬有胞吐作用。　　2.骨组织细胞中的

8、自噬调节器　　通过对近年来文献的查阅整理，发现几个有利于骨骼健康自噬诱导剂，运动可能诱导调节以下诱导剂，调节骨组织细胞的自噬功能从而调节骨代谢，见表1。　　3.骨组织细胞自噬　　越来越多的文献表明，骨细胞自噬功能的缺失可能导致骨细胞功能障碍，以下就最近关于间充质干细胞、OB、