Через аутофагічні клітини вони можуть розщеплювати власний цитоплазматичний матеріал у лізосомах. Цей процес вважався важливим для виживання в умовах голодування, але генетичних доказів такої ролі в клітинах ссавців бракує. Останні результати з клітинними лініями, дефіцитними в аутофагічних білках, в кінцевому підсумку демонструють важливу роль аутофагії для виживання в клітинах ссавців, що не містять поживних речовин або факторів росту. Однак останні результати також показують, що за певних умов аутофагія може сприяти загибелі клітин, особливо коли клітини спрацьовують, але апоптоз неможливий. Важливо, що ці дослідження вказують на те, що аутофагічні білки необхідні для індукції або смерті клітин. Однак поточні результати свідчать про те, що два режими аутофагії, що сприяють виживанню та сприяють смерті, можуть активуватися за допомогою різних сигнальних шляхів. Крім того, інші результати свідчать про те, що за певних умов аутофагія може виступати ініціатором загибелі клітин, але для цього потрібен апоптотичний апарат, щоб здійснити демонтаж клітин.

Вступ: Автофагія та апоптоз

аутофагія

a ) Схематична ілюстрації утворення та дозрівання аутофагосом у клітинах ссавців. Згадані в тексті гени аутофагів перераховані там, де вони, ймовірно, працюють. Панель A модифікована з Eskelinen et al. 1 ( b ) Електронна мікрофотографія з ембріонального фібробласта миші, інкубована в сироватці та середовищі, що не містить амінокислот, протягом 2 годин для індукування аутофагії. Початкова аутофагічна вакуоля (AVi) вказує на те, що вміст вакуолі виглядає морфологічно цілим, ще не деградованим. Деградуюча аутофагічна вакуоля (AVd) вказує на те, що вміст виглядає частково деградованим, як правило, більш електронним

Повнорозмірне зображення

Апоптоз, або запрограмована смерть клітин I типу, є основним механізмом елімінації клітин у метазойних організмах. Морфологічно апоптоз характеризується усадкою клітин, конденсацією хроматину та фрагментацією клітин в апоптотичні тіла, які фагоцитують сусідні клітини або професійні фагоцити. 4 Біохімічно апоптоз характеризується фрагментацією ДНК та активацією каспази. Апоптоз може бути спровокований зовнішніми сигналами або вивільненням медіаторів апоптозу з мітохондрій. Ініціаторами можуть бути ультрафіолетове випромінювання, γ-випромінювання, хіміотерапевтичні препарати, ставроспорин, етопозид, депривація фактора росту, стресові подразники ендоплазматичного ретикулуму тапсигаргін та тунікаміцин або сигнали рецепторами смерті на поверхні клітини. Більшість сигнальних шляхів апоптозу призводять до активації каспази 8, що, у свою чергу, призводить до активації факторів, що перебувають за течією, таких як Bid або інших каспаз. Апоптоз регулюється на декількох рівнях, і білки сімейства Bcl-2 представляють важливу внутрішньоклітинну контрольну точку. Bax та Bak є проапоптотичними, тоді як Bcl-2, Bcl-XL та Mcl-1 є антиапоптотичними. Дефіцитні клітини Бакса і Бака не здатні ініціювати апоптоз через внутрішній мітохондріальний шлях. 13

Автофагія - це механізм виживання клітин, позбавлених факторів росту чи поживних речовин

Дріжджові мутанти, дефект яких-небудь з аутофагічних генів не переживуть голоду, 14, 15, припускаючи, що при дріжджовій аутофагії це важливо для виживання під час виснаження поживних речовин. Подібна роль запропонована для аутофагії в клітинах ссавців, оскільки аутофагія індукується поживними речовинами, особливо амінокислотами, через депривацію. 3 Однак поки нещодавно не були виявлені автофагові гени ссавців, не вдалося безпосередньо перевірити таку роль у клітинах ссавців. Боя та ін. 16 нещодавно надали генетичні докази, які показують, що аутофагія діє як механізм виживання при дефіциті поживних речовин у клітинах ссавців. Виснажені сироваткою та амінокислотами клітини HeLa активували аутофагію, як очікувалося. Якщо аутофагічні білки беклін 1, Atg5, Atg12 або Atg10 були знижені за допомогою РНК-інтерференції або аутофагічний шлях був фармакологічно пригнічений, клітини гинули внаслідок апоптозу під час депривації поживних речовин. Таким чином, цей документ надає давно намічені генетичні підтвердження ролі аутофагії як механізму виживання в клітинах ссавців з дефіцитом поживних речовин. Стаття також демонструє, що аутофагія необхідна для зменшення поживних речовин для запобігання апоптозу. Коли запобігається аутофагія, активується апоптоз і клітини швидко гинуть.

Автофагічні гени необхідні для автофагічної загибелі клітин

Тип II, або аутофагічна загибель клітин, широко описаний в літературі. 4, 19 Як випливає з назви, цей шлях смерті пов'язаний з накопиченням аутофагічних вакуолей у клітинах без ознак апоптозу (конденсація ядер, фрагментація клітин). Роль аутофагії у процесі смерті була суперечливою: аутофагія була розроблена для захисту клітин від загибелі внаслідок апоптозу та для функціонування механізму смерті. Таким чином, наявність аутофагічних вакуолей у відмираючих клітинах може свідчити про те, що клітини активують аутофагію в пошуках виживання, або що аутофагія є частиною процесу смерті. Порівняно з апоптотичною загибеллю клітин I типу, набагато менше відомо про передачу сигналів та регуляцію смерті II типу, аутофагічної загибелі клітин. Однак останні дослідження показали деякі важливі деталі та надали докази того, що за певних умов аутофагія може виступати ініціатором смерті та/або виконавцем. Три з цих досліджень обговорюються в цьому коментарі.

Стіл в натуральну величину

Прикінцеві зауваження