科普：細胞自噬or凋亡，你能分得清楚嗎？

細胞啟用器怎麼樣

最近小編接到了很多自噬課題的實驗諮詢，很多初學研究者（包括小編在內，哈）都對自噬瞭解不夠深入，導致在實驗設計及推進的過程中走了不少彎路。

今天小編就受我們親愛的經理大大“親切友善”的委託，來給大家做一個關於細胞自噬的基礎科普，希望可以為廣大關注我們的朋友送去一碗熱乎乎的營養雞湯。

首先我們來看下自噬與凋亡的信好轉到途徑：

科普時間到：

細胞自噬：或者說是自食，會導致細胞內一部分受損細胞或多餘的老化的蛋白/細胞器被吞噬和降解，使細胞更利於生存。

科普：細胞自噬or凋亡，你能分得清楚嗎？

圖2。 細胞自噬與發育/疾病的關係

細胞凋亡：透過細胞內的遺傳機制有序地使細胞走向死亡，最終會導致所有細胞成分都會被其它活細胞降解和消化。

科普：細胞自噬or凋亡，你能分得清楚嗎？

（A） （B）

圖3。 細胞凋亡電鏡圖片。3-A：細胞質濃縮/線粒體腫脹變大併成空泡化；3-B：膜包裹的內有較完整的細胞器（如線粒體/內質網等）和細胞核碎片的凋亡小體。

自噬和凋亡是相互抑制的。在正常情況下細胞自噬起著保護細胞的作用；而細胞凋亡則負責清除老化受損的或突變的細胞，從而保護個體的健康。在受環境條件影響較少時，細胞自噬抑制細胞凋亡。然而，當自噬使細胞內蛋白和細胞器過量消耗，致使細胞無法繼續生存時，細胞轉化成凋亡。也就是說，是自噬還是凋亡，這是一個外界刺激“度”的問題。

1。 自噬抑制凋亡

自噬抑制凋亡的主要機制是線粒體自噬。線粒體受損時MOMP出現，並引起代謝水解酶和半胱天冬酶啟用子從線粒體中釋放。這些酶一旦進入到胞質中，就會降解細胞內的蛋白，使細胞死亡。當MOMP出現時，細胞內的自噬啟用因子也會被同時啟用，使細胞啟動自噬，對受損的線粒體進行捕捉並降解消化，以防止細胞的凋亡。同時，自噬也會選擇性的除去啟用的凋亡蛋白caspase8。

2。 凋亡抑制自噬

當外界壓力遠遠超過了細胞所能承受時，自噬已無力挽救細胞，細胞凋亡機制就會啟動。細胞凋亡啟動，半胱天冬酶就被高度活化，並切割多種蛋白質，促使細胞凋亡進入程式。同時，半胱天冬酶會消化幾種重要的自噬蛋白（ATG3、Beclin1，自噬起始因子），使自噬程式處於癱瘓狀態，終止細胞的自我保護。

另外，幾種自噬蛋白被半胱天冬酶降解後，其被降解的蛋白片段被轉化為具有促細胞凋亡功能的片段。例如，當ATG5被鈣蛋白酶降解後產生了一個氨基末端片段能轉位到線粒體，使細胞對凋亡敏感。

3。 自噬和凋亡在癌症中的作用

自噬和凋亡在癌細胞中的作用相當複雜。自噬就像一把雙刃劍，即可誘導凋亡抑制腫瘤生成，又可抑制凋亡促進腫瘤細胞生長。這種抑制和促進的作用可以根據細胞內情形而相互轉化。

a。 自噬抑制腫瘤

自噬最初被認為是抑制腫瘤起始的。因為癌基因和抑癌基因的變異，如AKT擴增，PI3K突變，PTEN缺失都阻礙自噬的啟用。也就是自噬防止細胞的癌變。

p62是一種泛素結合蛋白，參與泛素蛋白酶體系統和自噬-溶酶體系統兩種蛋白降解過程。在自噬缺陷的小鼠模型中去除p62基因可以減少腫瘤的產生，而過表達p62則會促進腫瘤的生長。這說明，自噬可以消除p62的聚集，從而抑制腫瘤的生長。

b。 自噬致腫瘤

自噬是一個複雜的過程，涉及到多個訊號傳導通路，不同的訊號通路及其成員在不同的細胞環境下起著不同的作用。

在癌細胞中，細胞已經被各種腫瘤發生機制控制，細胞凋亡通路也被抑制，且由於細胞生長快，很多情況下細胞會處於一種缺氧狀態，低氧會誘導線粒體自噬來維持細胞生存；此外，基因組不穩定會導致蛋白摺疊出現錯誤，同時產生大量泛素-蛋白酶，這些垃圾蛋白的大量聚集勢必威懾到癌細胞的生存，這時細胞為了生存而選擇性地啟用細胞內自噬受體，使癌細胞內自噬十分活躍。

抑制自噬常常能抑制腫瘤的生長。例如，用氯喹載體外和體內均能有效抑制胰腺癌和肺癌的生長。氯喹主要是抑制溶酶體的功能，也就是阻礙了溶酶體和自噬體的結合，因此是抑制自噬過程的晚期階段。在癌細胞中，由於自噬涉及到蛋白酶系統和自噬雙重系統，因此，在癌細胞的靶向治療中，可以根據蛋白酶系統和溶酶體-自噬系統選擇相應的靶向藥物進行治療，可以增強治療效果。

因此，自噬與腫瘤的關係也是複雜的，也許我們可以簡單的理解為：自噬抑制腫瘤的發生，但腫瘤一旦發生了，自噬又會促進腫瘤的發展。所以在腫瘤患者的治療上，輔助使用自噬抑制劑會有增強治療效果的作用。