骨骼肌细胞自噬相关研究进展
李 恩1，叶 魁1，苏全生2
【摘 要】细胞自噬是普遍存在于真核细胞中的生命现象。细胞内蛋白质和细胞器发生变形、衰老或损伤时可通过细胞自噬转运至溶酶体内进行消化降解。细胞自噬水平的调节，可以通过适宜的运动强度使其上升，并且降解细胞内损伤的细胞器和代谢废物。同时，针对有效的运动训练来调节与细胞自噬相关信号通路，对骨骼肌质量产生重要作用。 【期刊名称】四川体育科学 【年(卷),期】2016(035)004 【总页数】4
【关键词】运动；细胞自噬；骨骼肌；胰岛素抵抗 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_sichuan-sports-
science_thesis/0201229737355.html
1 细胞自噬
1.1 细胞自噬概述
细胞自噬，也称之为“自体吞噬”，自噬广泛存在于真核细胞中。自噬在进化的过程中是极度保守的，都可以找出与其有关的同源基因，例如：酵母、果蝇到脊椎动物和人类［1］。细胞自噬在机体中维持内环境的稳态扮演十分重要的角色；同时，在调控细胞生存中，细胞自噬是扮演一把双刃剑的作用。因为在细胞饥饿、生长因子缺乏和缺氧与一些病理状态下等条件，为了维持细胞的存活，自噬是起着积极作用的。有相关文献报道［2］：细胞自噬过高、过低都是不利于骨骼肌的健康，当细胞自噬过高会导致骨骼肌的质量下降或细胞自噬过
低又会导致骨骼肌纤维下调和肌纤维无力。按照细胞内底物进入溶酶体腔的形式，细胞自噬可分为［3］：大自噬、小自噬和分子伴侣介导的自噬（三种不同的自噬进程，如图1所示）。大自噬指以小泡方式通过溶酶体直接消化降解胞浆中老化或损伤蛋白质和细胞器的过程；小自噬指溶酶体直接包裹吞噬细胞内容物并降解的过程；分子伴侣自噬指带有KFERQ-氨基酸序列的可溶性蛋白与分子伴侣热体克蛋白 70（HSC70）选择性结合形成符合物，同时，结合2型溶酶体膜蛋白受体（Lamp2），并转运到溶酶体降解的过程［4］。 1.2 自噬发生过程的分子机制
自从在哺乳动物中发现细胞自噬后，对细胞自噬的分子机制研究越来越深入。目前已经从酵母中发现30多种与细胞自噬相关的特异性基因［5］，且大多数都可在哺乳动物中找到同源基因。细胞自噬可以分为初始阶段、自噬体形成阶段、自噬体与溶酶体的结合阶段和溶酶体降解阶段。（1）自噬的初始阶段：在细胞自噬的初始阶段，主要是对自噬的信号通路的调控进行管理的。在细胞自噬的信号通路中，PI3K是最主要的信号调控通路，PI3K的上游蛋白和自身可以成为调控的靶点，但最主要的靶点还是PI3K自身；（2）自噬体的形成阶段：在自噬体形成的这一阶段和自噬膜的产生与延伸阶段，主要是由mTOR控制。mTOR对ULK1 和Atg13是具有抑制作用的，因此，抑制mTOR是可以诱发自噬的发生。Vps34在自噬调控中，也是一个重要的靶点，因此，利用RNA干扰技术直接作用在Vps34上，也可以实现对细胞自噬的调控；（3）自噬体与溶酶体的结合阶段：在自噬体与溶酶体的结合过程中对其进行阻断，可以达到抑制细胞自噬的效果。目前可以用来阻断自噬体与溶酶体结合的阻断物质有：巴伐洛霉素A1、CQ、HCQ等；（4）溶酶体的降解阶段：在自噬体与溶酶体结
合后，最终会出现被溶酶体的水解酶进行水解，最先会通过囊泡的酸化，达到所需的PH值后，再经过多种蛋白酶的作用使囊内的物质进行降解。
当哺乳动物收到饥饿信号时自噬发生，mTOR活性被抑制，使相应的由（ULK1等）自噬蛋白的抑制作用被减弱。在Atg/ULK1复合体与Beclin-1复合体的双重作用下，自噬体开始形成。自噬膜的形成和延伸是由两条蛋白链接系统主导。Atg12-Atg5-Atg16复合物与自噬膜特异性相结合促进自噬膜的延伸，使开始自噬的小面积双层膜逐渐呈口袋状。当双层的自噬膜将要闭合时，Atg12-Atg5-Atg16复合物从自噬膜上脱落，而LC3-II最终被留下。所以，LC3-II是判断自噬变化的金标准。LC3-II数量与自噬泡数量呈正比。细胞自噬发生时，细胞内LC3-I向LC3-II转化明显增多。因此，检测细胞内LC3-II含量可用于判断自噬变化情况。 1.3 细胞自噬的调控
自噬的调控主要包括两个方面：（1）诱导自噬；（2）抑制自噬。研究发现［6］： PI3K在细胞自噬信号通路中具有重要的调控功能；蛋白激酶mTOR是细胞中营养感受器和自噬的重要调节者，并且是PIKK的家族成员。细胞内氨基酸和葡萄糖水平可以调节mTOR激酶的活性。mTOR有两种不同的复合物形式：（1）mTORC1，参与细胞生长、凋亡、自噬和能量代谢的调节；（2）mTORC2，与细胞骨架蛋白的构建和细胞存活有关［7］。
能量变化影响细胞自噬，主要通过调节mTOR调控通路来实现。饥饿状态时，ATP：AMP比值降低，AMPK被激活，进而激活 TSC1/2复合物，同时抑制酶 Rheb，mTOR被抑制，从而上调细胞自噬的水平。氨基酸的摄入水平也可以影响mTOR的活性，主要是通过GTPases与MAP4K3来实现，使其活性进行
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