热量限制和间歇性禁食延长模型生物的寿命和健康状况,并改善人类健康。天然多胺精子素与自噬的增强,治疗保护以及跨物种边界的心血管和神经退行性疾病的发生率相似。在这里,我们询问热量限制和禁食的细胞和生理后果是否取决于多胺代谢。我们报告说,在酵母,苍蝇,小鼠和人类志愿者的禁食或热量限制方案下,精子水平升高。内源性精子合成的遗传或药理阻滞减少了禁食诱导的酵母,线虫和人类细胞的自噬。此外,在体内扰动多胺途径,消除了寿命和健康范围的延伸效应,以及禁食的心脏保护和反性后果。从机械上讲,精子素通过自噬诱导和翻译调节剂EIF5A的无诱导介导了这些作用。总而言之,多胺 - 抑制轴是一种系统发育保守的代谢控制中心,用于禁食介导的自噬增强和寿命。
糖尿病血管疾病威胁着患者的生活质量和健康。自噬将细胞稳态保持和生存作为重要的细胞内自我修复机制。近年来,随着自噬研究的逐渐加深,越来越多的研究发现,诸如内皮细胞,平滑肌细胞和炎性细胞等血管细胞与各种自噬疾病密切相关。不同的自噬调节机制可以导致不同或相似的细胞结局,并且在此过程中存在复杂的串扰机制。因此,我们将总结有关自噬在糖尿病血管疾病中的作用的最新研究,重点关注线粒体,表观遗传学修饰,凋亡,炎症,炎症和自噬在糖尿病血管疾病发展中的复杂调节机制,以提供有效的糖尿病性毒性疾病。
抽象的大型噬菌/自噬是一种进化保守的途径,负责清除胞质聚集蛋白,细胞器受损或入侵的微生物。功能失调的自噬导致货物的病理积累,这与一系列人类疾病有关,包括神经退行性疾病,传染性和自身免疫性疾病以及各种形式的癌症。在动物模型中的累积工作,遗传工具的应用和药物活性化合物,提出了自噬调节中疾病中的潜在治疗价值,例如亨廷顿,沙门氏菌感染或胰腺癌。正在探索自噬激活与抑制策略,而自噬在病理生理学中的作用并行研究。然而,自噬调节剂的临床前和临床发展的进展受到选择性药理学剂和生物标志物的缺乏,从而揭示了其对各种形式的自噬和细胞反应的精确影响。在这里,我们总结了自噬相关药物发现中已建立的新策略,并指出了建立更有效发现自噬选择性药物基因剂的途径。有了这些知识,对自动phagy的治疗性开发的现代概念可能会变得更加合理。缩写:ALS:肌萎缩性侧硬化; AMPK:AMP激活的蛋白激酶; ATG:自动phagy相关基因; Autac:靶向自噬的嵌合体;中枢神经系统:中枢神经系统; CQ:Chlor Oquine; GABARAP:Aγ-氨基丁酸A型受体相关蛋白; HCQ:羟氯喹; Lytac:溶酶体靶向嵌合体; MAP1LC3/LC3:微管相关蛋白1轻型链3; MTOR:雷帕霉素激酶的机械靶标; NDD:神经退行性疾病; PDAC:胰腺导管腺癌; PE:磷脂酰乙醇胺; PIK3C3/VPS34:磷脂酰肌醇3-激酶催化亚基3型; PTDINS3K:III类磷脂酰肌醇3-激酶; PTDINS3P:3-磷酸磷脂酰肌醇; protac:靶向蛋白水解嵌合体; SARS-COV-2:严重的急性呼吸综合征冠状病毒2; SQSTM1/p62:隔离1; ULK1:UNC-51喜欢自噬激活激酶1。
成熟的自噬体随后与溶酶体融合,将其内容物降解为单体,以供下游的合成代谢和分解代谢。基础自噬通过清除多余或受损的蛋白质和细胞器来维持细胞稳态,而自噬通量上调是细胞对营养缺乏和细胞毒性药物暴露的一种适应性反应。近年来,越来越明显的是,自噬上调在癌症的发展及其对治疗的反应中起着重要作用。6,7 许多类型的肿瘤——包括卵巢癌、8 胰腺癌、9 乳腺癌 10 和结肠癌 11——依赖于自噬的持续激活来维持在肿瘤微环境血管稀少、缺氧和营养缺乏的条件下的生长。化疗 12 和放疗 13 后自噬的激活已被确定为获得治疗耐药性的主要促成因素。 14
尽管有有效的新疗法,但适应性耐药性仍然是 AML 治疗的主要障碍。自噬诱导是适应性耐药性的关键机制。与正常造血细胞相比,诊断时患有白血病的母细胞表达更高水平的顶端自噬激酶 ULK1。化疗和靶向药物可上调 ULK1,因此我们假设开发 ULK1 抑制剂可能为自噬抑制的临床转化提供独特的机会。因此,我们证明,通过遗传和药理学手段抑制 ULK1 可抑制治疗诱导的自噬,克服适应性耐药性,并与化疗和新兴的抗白血病药物如维奈克拉 (ABT-199) 产生协同作用。该研究的下一步目标是探索潜在机制。从机制上讲,ULK1 抑制会下调 MCL1 抗凋亡基因,损害线粒体功能并下调 CD44-xCT 系统的成分,导致活性氧 (ROS) 缓解受损、DNA 损伤和细胞凋亡。为了进一步验证,我们生成了几种 AML 小鼠模型。在这些小鼠模型中,ULK1 缺乏会损害白血病细胞归巢和植入,延迟疾病进展并提高生存率。因此,在研究中,我们验证了我们的假设,并确定 ULK1 是适应性抗治疗的重要介质,也是 AML 联合治疗的理想候选药物。因此,我们
1 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院转化肿瘤学和实验癌症治疗学实验室,2 美国罗德岛州普罗维登斯市 Lifespan Health System 和布朗大学医学系血液学/肿瘤学部,3 美国罗德岛州普罗维登斯市 Lifespan Health System 和布朗大学癌症生物学联合项目,4 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学癌症中心,5 美国宾夕法尼亚州费城天普大学刘易斯卡茨医学院,6 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院病理生物学研究生项目,7 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院外科系,8 美国罗德岛州普罗维登斯市布朗大学沃伦·阿尔珀特医学院病理学和实验室医学系
抽象的大噬菌/自噬是一种多步降解过程,对于维持细胞稳态至关重要,并且在疾病期间常常失调。系统地量化通过该途径的通量对于获得基本见解并有效调节此过程至关重要。量化通量的建立方法使用稳态测量,该测量提供了有关扰动和细胞反应的有限信息。我们提出了一个理论和实验框架,可在非态状态条件下以速率的形式测量自噬步骤。我们使用这种方法来测量对雷帕霉素和沃特曼宁治疗的时间反应,这是两个常用的自噬调节剂。我们在短短10分钟内量化了自噬速率的变化,这可以在反馈开始之前建立自噬扰动的直接机制。我们确定了雷帕霉素对自噬速率初始和时间进展的con核心依赖性作用。我们还发现,沃尔特曼宁(Wortmannin)对自噬的抑制作用,雷帕霉素进一步加速了恢复时间。此外,我们应用了这种方法来研究血清和谷氨酰胺饥饿对自噬的影响。血清饥饿导致所有速率的快速和短暂增加。谷氨酰胺饥饿导致较长时间尺度上的速率降低。总而言之,这种新方法可以量化具有高灵敏度和时间分辨率的自噬通量,并促进对这一过程的全面理解。
骨骼和脂肪之间的相互关系可以描述为骨体内平衡中的seesaw,其中成骨和脂肪发生在微妙的平衡中发生。成骨细胞和脂肪细胞在成骨和成脂情况下具有共同的起源,并发挥关键作用。骨 - 脂肪平衡表明成骨和脂肪形成使小梁骨和骨髓脂肪组织在骨中的一致分布保持平衡,从而导致骨代谢和脂质代谢之间的平衡。骨 - 脂肪平衡对于代谢健康至关重要。当受到各种因素的破坏时,这种平衡会导致几种相关的代谢性疾病和全身性疾病,例如肥胖,骨质疏松和骨关节炎。最近的研究强调了自噬功能障碍在这些代谢条件下的作用。恢复自噬功能可以帮助恢复代谢稳态并重新建立骨骼 - 脂肪平衡。当前的评论探讨了调节骨骼的因素 - 脂肪平衡,病理条件下的失衡后果以及自噬调节作为治疗方法的潜力。总体而言,可以得出结论,靶向自噬为治疗代谢疾病和恢复骨骼的有前途的策略 - 脂肪平衡。
自噬是一个高度调节的多步骤过程,几乎在所有细胞中都在基础水平上发生。尽管已经在几种病理学中描述了自噬过程的放松管制,但自噬在癌症作为细胞保护机制中的作用目前得到了实验和临床证据的良好确定和支持。我们对自噬过程的分子机制的理解在很大程度上有助于定义我们如何利用这一过程来改善癌症疗法的好处。广泛记录自噬在肿瘤对化学疗法的耐药性中的作用,而新兴数据将自噬作为对放射治疗,靶向治疗和免疫疗法的癌症抗性的机制。因此,操纵自噬已成为克服肿瘤对各种抗癌疗法的耐肿瘤性的有希望的策略,并且目前在几项临床试验的联合疗法中评估了自噬调节剂。在这篇综述中,我们将总结我们对遗传和药理调节自噬基因和蛋白质的影响的当前知识,这些基因和蛋白质涉及自噬过程的不同步骤,对各种癌症疗法的治疗益处。我们还将布里人讨论开发有效和选择性自噬抑制剂的挑战和局限性,这些抑制剂可用于正在进行的临床试验中。
抽象的大噬菌/自噬是一种多步降解过程,对于维持细胞稳态至关重要,并且在疾病期间常常失调。系统地量化通过该途径的通量对于获得基本见解并有效调节此过程至关重要。量化通量的建立方法使用稳态测量,该测量提供了有关扰动和细胞反应的有限信息。我们提出了一个理论和实验框架,可在非态状态条件下以速率的形式测量自噬步骤。我们使用这种方法来测量对雷帕霉素和沃特曼宁治疗的时间反应,这是两个常用的自噬调节剂。我们在短短10分钟内量化了自噬速率的变化,这可以在反馈开始之前建立自噬扰动的直接机制。我们确定了雷帕霉素对自噬速率初始和时间进展的con核心依赖性作用。我们还发现,沃尔特曼宁(Wortmannin)对自噬的抑制作用,雷帕霉素进一步加速了恢复时间。此外,我们应用了这种方法来研究血清和谷氨酰胺饥饿对自噬的影响。血清饥饿导致所有速率的快速和短暂增加。谷氨酰胺饥饿导致较长时间尺度上的速率降低。总而言之,这种新方法可以量化具有高灵敏度和时间分辨率的自噬通量,并促进对这一过程的全面理解。