实验技巧
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透射电镜之自噬

自噬的概念


自噬(autophagy=self-eating)意为自体吞噬,是真核细胞在自噬相关基因(autophagy related gene,Atg)的调控下通过溶酶体机制,负责将受损的细胞器、错误折叠的蛋白及其他大分子物质等运送至溶酶体降解并再利用的进化保守过程。自噬可防止细胞损伤,促进细胞在营养缺乏的情况下存活,并对细胞毒性刺激作出反应。虽然自噬在饥饿和/或应激条件下发挥细胞保护作用,但其还可调节代谢条件,在不同程度上导致各种人类疾病。


自噬的影响因素


其影响因素包括:如饥饿、生长因子缺乏、微生物感染、细胞器损伤、蛋白质折叠错误或聚集、DNA损伤、放疗、化疗等等,均会造成细胞自噬产生。正常情况下,细胞自噬发生的概率很低,只有受到以上因素的影响时,自噬才会被激活,参与机体稳态调控。


如何观察自噬


由于自噬体属于亚细胞结构,普通光镜下看不到,因此,直接观察自噬需在透射电镜下。自噬的过程大致分为三个阶段:


第 一阶段(起始):自噬诱导信号被细胞接受后,类“脂质体” 碗状结构即在胞浆某处形成小的膜结构,在 电镜下观察到其不断扩张、呈非球形、扁平状双层膜的碗状结构,称为自噬前体(phagophore),主要特征是成新月状,单层或多层膜


第二阶段(延伸):不断延伸的自噬前体,将胞浆中的若干成分(包括细胞器)收口包入,成为密闭的球状自噬体(autophagosome),内含胞浆成分,如线粒体、内质网。


第三阶段(降解):自噬体与溶酶体(lysosome)发生融合,形成自噬溶酶体(autolysosome),期间溶酶体酶降解自噬体的内膜, 使两者的内容物合为一体,自噬体中的包含物被降解,将产物诸如氨基酸、脂肪酸之类输送到胞浆中,重新利用供能,残渣则被排出细胞外或滞留于胞浆。


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实验图例

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