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自体吞噬是一种极其重要的细胞活动,它普遍存在于大部分真核细胞中,是溶酶体对细胞自身结构进行降解的复杂过程。细胞在正常状态下通过自体吞噬清除受损伤或衰老的细胞器、胞内蛋白聚集物及其他一些不再需要的生物大分子等,以维持自身内环境的稳定。此外,自体吞噬还可以参与许多其他的细胞活动,如细胞分化、组织修复、生长调控、对外界不利环境的适应及细胞免疫等。本文重点阐述了在自体吞噬研究中的两个新的发现,一是发现并证实了氯喹能够有效地诱导哺乳动物细胞发生强烈的自体吞噬反应;二是发现并证实了在细胞自体吞噬过程中发挥重要作用的Atg12-140-Atg5蛋白复合物能够发生分解,生成Atg12-140和Atg5两个游离蛋白。为阐明氯喹对哺乳动物细胞自体吞噬的诱导作用,我们以人肺腺癌A549细胞系、小鼠胚胎成纤维细胞系和小鼠原代肝细胞为研究对象,应用间接免疫荧光和Western blot技术并以目前国际上公认的一种自体吞噬相关蛋白—LC3-Ⅱ的含量作为判定标准,证明了在氯喹的作用下,3种细胞的自噬活性均显著增强。本研究表明,适当延长氯喹的作用时间可显著增强细胞的自噬活性,当作用时间一定时,氯喹对细胞自噬的诱导能力随着其浓度的升高而增强。由活性氧自由基清除剂—N-乙酰半胱氨酸可解除氯喹诱导的自噬反应的研究表明,氯喹诱导哺乳动物细胞发生自噬反应很可能是通过诱导细胞内活性氧自由基的生成实现的。我们发现Atg12-140-GFP和Atg12-140-3×Flag两种融合蛋白在细胞中均可发生分解,生成游离形式的Atg12-140和GFP蛋白及Atg12-140和3×Flag蛋白,由此产生了一个设想,认为自体吞噬泛素样结合系统中的一个重要组分Atg12-140-Atg5蛋白复合物也可以发生分解,生成游离形式的Atg12-140和Atg5蛋白。通过证实3种外源性蛋白GFP-Atg12-140、GFP-Atg12-187和Atg12-187在细胞中均能与Atg5蛋白结合形成蛋白复合物以及细胞中没有其他游离形式的Atg5蛋白,我们确定3种外源性蛋白所结合的Atg5是来源于细胞中的Atg12-140-Atg5蛋白复合物,从而证明了Atg12-140-Atg5蛋白复合物能够发生分解的推论正确,这个发现有望颠覆“Atg12和Atg5的结合不可逆”这一传统观点。本文的两项研究内容均是自体吞噬领域中具有突破性的新发现,第二项研究在第一项研究的基础上应用了由氯喹诱导的自噬细胞模型。这两个发现能够为将来深入探索细胞自体吞噬的分子机制提供理论支持和新的思路。