新鮮出爐的第4版自噬研究指南都講了啥？
溶酶體有膜結構嗎
最新版的自噬研究指南（江湖人稱Autophagy雜誌提升影響因子屢試不爽的終極大殺器），在Autophagy影響因子跌破10的時候終於釋出了。在新版指南的加持下，Autophagy重回10+雜誌的行列應該不成問題。
言歸正傳，
新版指南近400頁
，光
參考文獻就達4000多篇
，自噬相關的重要研究成果基本被一網打盡。對於那些希望快速瞭解自噬領域的研究進展和研究方法的科研汪而言，新版指南是不可多得的佳作，值得一讀。
自噬基本過程
自噬是真核生物特有的依賴於溶酶體的細胞內降解途徑。
依據慣例，新版指南在Intorduction部分簡要介紹了自噬（指巨自噬）的基本過程，順便引入了並簡介了一些相關概念，如自噬前體（phagophore）、自噬體（autophagosome）、溶酶體（lysosome）和自噬溶酶體（autolysosome）等，讓讀者對於自噬有一個基本的瞭解。
自噬檢測方法
想必科研汪們更關心的是怎樣入手自噬研究。而自噬檢測方法也正是自噬研究指南的重點關照物件。新版指南主要總結了
四類
檢測方案：
1.電鏡。
自噬體擁有獨特的雙層膜結構，普通的電鏡就可以很容易觀察到自噬體。在自噬的早期研究中，電鏡是自噬研究為數不多的檢測手段；
2.基於LC3/Atg8的檢測方案。
LC3蛋白髮生脂質化修飾（lipidation）之後會由胞質可溶的I型LC3（LC3-I）轉變為結合於自噬體膜 的II型LC3（LC3-II或LC3-PE）。根據LC3的這一特性，開發了多種自噬檢測手段。如GFP-LC3標記的點狀結構指標自噬體的數量， LC3-II蛋白水平指標自噬的降解情況；
3.基於p62/SQSTM1的檢測方案。
p62作為自噬的重要受體，主要依賴於自噬途徑進行降解。因此，p62的蛋白水平也常常用來指標自噬的降解情況。
4.基於其他自噬蛋白的檢測方案。
自噬途徑包含自噬訊號啟動、自噬前體形成、成熟自噬體形成和自噬體-溶酶體融合等多個步驟。每個步驟都有特異性的自噬蛋白參與其中。因此，很多自噬蛋白通常也被用作自噬不同階段的分子標記（marker）。如自噬性PI3P的結合蛋白WIPI1/2常常用來標記自噬前體。
自噬相關藥物
另一類大家需要關注的就是
種類繁多的自噬相關藥物
。熟練使用靶向自噬各個階段的啟用劑/抑制劑，對於大家更好地展開自噬研究大有裨益。常用的如mTOR抑制劑rapamycin/Torin1，用來誘導自噬；VPS34複合物的抑制劑3-MA和wortmannin等，用來抑制自噬；溶酶體抑制劑氯奎（chloroquine），用於阻斷自噬性降解。
自噬的轉錄調控
自噬的轉錄調控主要透過促進自噬相關基因或者溶酶體相關基因的表達實現。目前，參與自噬的轉錄調控的轉錄因子最為知名的就是
MiT/TFE家族的TFEB蛋白。
此外，FOXO家族的轉錄因子也被報道參與多個自噬相關基因的轉錄。除了轉錄因子，眾多表觀遺傳相關蛋白也可以透過修飾組蛋白調控自噬相關基因的轉錄。如乙醯轉移酶TIPO60透過促進組蛋白H4的乙醯化誘導自噬基因的表達，進而促進自噬。
自噬相關的蛋白翻譯後修飾
約40種關鍵自噬蛋白被鑑定以後，基於它們的各種蛋白翻譯後修飾研究就如同雨後春筍一般，層出不窮。
目前，調控自噬途徑的主要蛋白翻譯後修飾主要分為
3類
，磷酸化、乙醯化和泛素化。
如蛋白激酶mTOR和AMPK作為主要的自噬上游訊號蛋白，透過磷酸化多種自噬蛋白參與調控ULK1複合物和VPS34複合物1的活性，影響自噬的起始；
乙醯轉移酶p300/CBP和去乙醯化酶Sirt1透過影響LC3，ATG5和ATG7等自噬蛋白的乙醯化調控LC3的脂質化修飾；
泛素化主要充當自噬性降解的標記，自噬底物（包括蛋白和細胞器）被泛素化後，可以被自噬受體識別並招募至自噬體內，進而透過自噬途徑進行降解。
選擇性自噬
近年來，以自噬底物為觸發因素誘導的選擇性自噬（selective autophagy）受到越來越多的關注。
各種全新的選擇性自噬途徑被不斷髮現，除了選擇性自噬的資深玩家mitophagy， aggrephagy和xenophagy等，chlorophagy， clockophagy和doryphagy等新型選擇性自噬層出不窮。
記得多年前有人開玩笑說，啥都可以被自噬降解，就差細胞核了。沒想到一語成讖，多年後還真有研究組發現部分細胞核膜可以由選擇性自噬途徑之一的nucleophagy介導降解。
分子伴侶介導的自噬
與巨自噬不同，分子伴侶介導的自噬無需形成雙層膜結構的自噬體。底物上的特定氨基酸基序被分子伴侶蛋白Hsc70識別後，經由溶酶體定位的LAMP2A直接運送到溶酶體內即可完成降解。
自噬與疾病
自噬與疾病的關係也是自噬領域的一大熱點。美國科學家Beth Levine最早就是以Beclin 1為切入點著手研究自噬與癌症的關係。英國科學家David Rubinsztein則是研究自噬與神經退行性疾病的先驅。目前，自噬在
癌症和神經退行性疾病的發生發展中
的作用依然佔據著自噬與疾病領域的半壁江山。
自噬研究的模式生物
上世紀60年代左右，科學家們主要利用大鼠的肝臟組織並結合電鏡技術，進行自噬研究。
差不多到上世紀90年代初，日本科學家大隅良典（2016年諾貝爾生理學或醫學獎得主）率先開始利用
酵母
篩選自噬相關基因，目前已知的大部分自噬基因最早都是透過酵母篩選到的。
大隅良典的高足水島昇則是利用小鼠在哺乳動物中展開自噬研究的先驅。隨著自噬研究的大熱，越來越多的模式生物開始進入自噬領域。如中科院生物物理所的張宏研究員利用線蟲研究自噬，在領域內獨樹一幟。另外，利用果蠅、擬南芥、水稻和斑馬魚等研究自噬的也有很多。
自噬研究線上工具
新版指南中還列出了很多可以利用的線上工具，如
預測蛋白潛在的LC3結合基序（LIR）
的 線上軟體
http：//
repeat。biol。ucy。ac。cy/i
LIR；
總結自噬相關疾病資訊的ATD（autophagy to disease）資料庫
http：//
auto2disease。nwsua
fl
http：//
mz。com
等等。
展望
由於自噬過程的複雜性，自噬阻斷和自噬啟用有的時候會呈現相似的實驗結果。如僅僅檢測GFP-LC3的點狀結構，利用chloroquine阻斷自噬流或者利用rapamycin誘導自噬，GFP-LC3的點狀結構數量均會顯著上升。
因此，僅僅檢測GFP-LC3的點狀結構還不足以得出可靠的結論。在新版指南的最後，作者也是呼籲自噬研究者儘量採用多種不同的方法檢測自噬，以便得出正確的結論。
參考文獻
https：//www。
tandfonline。com/doi/ful
l/10。1080/15548627。2020。1797280#_i3
說明：圖片來源於網路
作者：子俞
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