细胞自噬机制【小白必看】

细胞自噬啊，这可真是个神奇的生命过程！简单来说呢，细胞自噬就是细胞内的一种自我降解过程，通过形成双层膜结构的自噬体，包裹并降解细胞内的蛋白质、细胞器等物质，以维持细胞内的稳态。接下来，就让我来给你详细揭秘这细胞自噬的机制吧！

一、自噬的种类

首先啊，细胞自噬可不是只有一种形式哦，它主要分为以下几种类型：

‌巨自噬（Macroautophagy）‌：这是最常见的自噬类型，细胞的整个区域被包围在双膜小泡的自噬体中，这些自噬体然后与溶酶体融合成为自噬溶酶体，其内容物随后被其中的蛋白酶降解。

‌微自噬（Microautophagy）‌：细胞器或是内含物的囊泡直接与溶酶体相互作用并融合，微自噬比巨自噬更具特异性，可由受损细胞器表面的信号分子触发。

‌介导自噬（Chaperone-mediated autophagy，CMA）‌：也称为伴侣介导的自噬，胞质内的蛋白质通过胞质伴侣与溶酶体融合，通过分子伴侣与底物氨基酸序列内的五肽相互作用，例如底物蛋白与溶酶体LAMP-2A结合，并被转运到溶酶体中进行降解。

二、自噬的发生过程

说完了种类，咱们再来看看这细胞自噬是怎么一步步发生的吧！其实啊，自噬的本质是细胞内的膜重排，其发生过程大体分为以下4个阶段：

‌▲自噬的起始‌：细胞接受自噬诱导信号后，在胞浆的某处形成一个小的类似“脂质体”样的膜结 构，然后不断扩张，但它并不呈球形，而是扁平的，有点像半球形，就像一个由2层脂双层组成的碗，会包裹住受损、衰老或过剩的生物大分子和细胞器。

▲隔离膜和自噬体的形成‌：这个“碗状”结构不断延伸，将胞浆中的任何成分，包括细胞器，全部揽入“碗”中，然后“收口”，成为密闭的球状的自噬体。电镜下观察到自噬体可是自噬发生的铁证之一哦！它有2个特征：一是双层膜，二是内含胞浆成分，如线粒体、内质网碎片等。

‌▲自噬体与溶酶体融合‌：自噬体形成后，可与细胞内吞的吞噬泡、吞饮泡和内体融合（当然啦，这种情况不是必然要发生的）。然后啊，自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体，期间自噬体的内膜被溶酶体酶降解，两者的内容物合为一体
自噬体中的“货物”也被降解，产物（氨基酸、脂肪酸等）被输送到胞浆
，供细胞重新利用，而残渣或被排出细胞外或滞留在胞浆中。

三、自噬的调控机制

细胞自噬可不是个随意的过程哦，它是受到严格调控的。自噬的调控主要涉及到一些自噬相关蛋白和信号通路。比如啊，AMPK会抑制mTORC1复合物的形成，这会减弱mTORC1对ULK1复合物形成的抑制作用，从而促进自噬泡的产生。
还有啊，Beclin-1/VPS34复合物、ATG12-ATG5复合物与ATG16的结合、LC3的插入等等，
都是自噬过程中非常重要的步骤和调控点。

四、自噬的生物学功能

说了这么多，细胞自噬到底有啥用呢？嘿，它的功能可多了去了！让我们接着来看吧

‌①参与代谢应激的保护机制‌：在营养缺乏、生长因子耗竭、缺氧等代谢应激状况下，自噬被激活，降解细胞内物质产生游离氨基酸和脂肪酸。这些产物可在细胞内循环利用或被输送到机体其他部位，其中氨基酸可用于合成对压力适应关键的蛋白质。
同时啊，自噬降解产生的氨基酸与脂肪酸还能为三羧酸循环（TCA）提供原料，以维持细胞的ATP生成。

②细胞的看家者‌：自噬可消除有缺陷的蛋白质和细胞器、防止异常蛋白质聚集体积累、清除细胞内病原体，对抵抗衰老、癌症、神经退行性疾病和感染等意义重大。同时啊，它还能调节细胞器数量和质量，如参与对过氧化物酶体、线粒体、内质网等的选择性自噬
以维持不同生物门类中细胞器的数量和质量。

‌③染色体的守护者‌：研究发现自噬相关机制可限制ATG基因缺陷的永生上皮细胞的DNA损伤和染色体不稳定性。鉴于自噬在能量稳态、蛋白质和细胞器质量控制等方面的作用，它在正常细胞中预防基因组不稳定方面可能也发挥作用。

‌④决定细胞的生死‌：在大多数情况下啊，细胞自噬主要是一种应激适应机制，促进细胞的生存。但是呢，在某些情况下细胞自噬又可以看成是一种特殊形式的死亡，称为非细胞凋亡的程序性细胞死亡（PCD）或称为Ⅱ型细胞死亡、细胞自噬型细胞死亡（autophagic cell death）。