Autophagy: Beyond
the Basics
超越基本的自噬模式
作者：Alexandra Hewitt
索书号：Q255/A939h/2015/Y
ISBN:978-1-63239-083-7
藏书地点： 武大外教中心
这本书强调了自噬相关的一些要求研究课题，也分析了其分子机制的最新发展。重点介绍了这种细胞防御机制在研究各种疾病中的作用，包括肝病、癌症、肌病和传染病。自噬的矛盾作用即细胞存活与细胞死亡，这本书提供了新的突破性的研究，为进一步研究自噬领域奠定了基础。自噬(大自噬)是一个动态降解细胞内成分的过程。自噬具有细胞内抗病毒和抗菌功能，在启动先天和适应性免疫系统对病毒和细菌感染的应答中发挥作用。
一些病毒编码毒性因子来阻止自噬，而另一些利用自噬成分在其细胞内生长或细胞出芽。
哺乳动物中自噬相关(Atg)的“核心”复合物是ULK1蛋白激酶、Atg9-WIPI-1和Vps34-beclin1 III类pi3 -激酶复合物，以及Atg12和LC3结合系统。此外，PI(3)结合蛋白、pi3 -磷酸酶和Rab蛋白有助于自噬。
自噬过程包括连续的动态膜形成和融合。本文介绍了这些Atg配合物与各过程的关系。最后，讨论了自噬监测的关键点，包括使用GFP-LC3和GFP-Atg5。这本书包含的信息来自真实和高度信赖的来源。
本文讲述了哺乳动物细胞的自体吞噬过程，和影响在体外和在体内这一过程的调节。这本书中有一篇综述还描述了自噬途径，这些致病原因是全球一些最相关的被忽视疾病。自噬在致病性和毒力中的关键作用已在克鲁维斯氏菌，布鲁氏菌，利什曼原虫，弓形虫和疟原虫中得到证明，这表明自噬机制可能是抗寄生虫干预的目标。
自噬是一种进化上保守的细胞内过程，细胞可以分解长寿的蛋白质和细胞器。越来越多的证据表明自噬在传染病发病机理中的生理意义日益增加。炭疽致死毒素（LT）对众多细胞产生影响。本文报道了LT诱导的自噬对哺乳动物细胞的新型作用。在用LT处理的细胞中检测到了几种自噬生化标记，包括LC3-II转化，GFP-LC3的点状分布增加和酸性水泡细胞器（AVO）的发育。单个LT成分的分析显示，保护性抗原处理细胞的LC3-II转化率适度增加，而致死因子处理细胞中的LC3-II水平保持不变。此外，我们的初步发现表明自噬在LT中毒中起保护作用，因为自噬抑制作用会导致细胞死亡加速。这项研究提出了迄今无法描述的LT诱导的自噬对细胞的影响，并为今后有关自噬在炭疽病发病机理中的研究提供了基础。
本书各章回顾了自噬分子机制的最新进展，重点介绍了一些最具挑战性的研究主题。重点主要在于这种基本的细胞防御机制如何在各种病理学中发挥作用，包括肝脏疾病，肌病，传染病，癌症和神经退行性疾病。
成功的微生物是可以逃避宿主免疫反应的微生物。为了达到这个目的，许多病原体已经进化为细胞内生物，获得了在细胞内生存和发育的能力。这种细胞寄生对病原体有很多好处，例如可以保护免受循环抗体的侵害，自由获取养分以及微生物用来建立其复制位的专门区域。根据其特定的生活方式和要求，许多病原体如志贺氏菌或克氏锥虫；在细胞溶质中繁殖，而其他靶向特定囊泡以产生称为寄生虫空泡（PVs）的特定区室。此类寄生虫被结核分枝杆菌，伯氏梭状芽胞杆菌利用。另一方面，响应于这种适应水平，哺乳动物细胞已发展出不同的过程来消除细胞内微生物或使其受到严格控制。这些机制是先天性免疫反应的一部分，是吞噬作用（及相关过程）的最佳特征。先天细胞免疫还包括自噬过程，这是一种保守的真核途径，在某些情况下会与细胞内病原体发生相互作用，从而破坏外来生物。自噬包括将病原体包含在自噬来源的隔室中，并将其运送到溶酶体中进行消化。但是，某些病原体已经获得了破坏自噬的能力以利于自身。
吞噬作用是内吞作用的一种形式，主要存在于特殊类型的细胞中：专业吞噬细胞，包括嗜中性粒细胞，单核细胞/巨噬细胞和树突状细胞。在吞噬作用的初始阶段，细胞通过发出膜突起（假足）而改变形状，该突起在受体介导的肌动蛋白依赖性过程中接触并围绕颗粒（细菌，凋亡小体等）（图1）。当假足的尖端彼此相遇时，就会发生膜融合，并且颗粒被包裹在称为吞噬体的囊状隔室中。根据内在化颗粒的类型和所涉及的吞噬细胞的类型，激活了一组不同的过程，最终破坏了被包裹的材料。
自噬是一种分解代谢过程，涉及通过溶酶体机制降解细胞成分。宏观自噬是研究最多的自噬类型，在许多生理情况下（例如发育，细胞生长和细胞分化）很重要。作为组成过程，自噬在长寿蛋白质和旧细胞器的周转中在基础水平上起作用，以维持细胞体内稳态。它也可以在营养不足，氧化应激和细胞内感染等不同应激条件下被刺激。
自噬过程涉及细胞内的特定区室。最初的自噬体结构（PAS）被募集到细胞开始自噬的位置。大量的研究表明，内质网（ER）的专门区域参与形成PAS。但是，最近的数据表明，除了内质网以外，其他区域如线粒体，高尔基复合体（GC）或质膜（PM）也可能参与了这一过程。由PAS融合产生的吞噬膜或隔离膜是弯曲的膜，其方式类似于巨噬细胞的假足，包裹了要捕获的物质，在这种情况下，该物质由来自细胞质的可溶性或膜性成分组成。该膜最后以称为自噬体的结构闭合，该结构运输货物以进行降解。不成熟的（早期）自噬小体（EAP）是双膜囊泡，很容易被电子显微镜识别。自噬体与胞吞区（LE或多囊小体，MVB）融合形成两亲体（AP），然后与溶酶体融合。形成自噬体（APL），物质在其中降解。
在分子水平上，大量蛋白质参与自噬。特定的自噬相关蛋白（Atgs）是调节PAS的成核以及吞噬和自噬体形成和延伸的一大类蛋白。发现至少16个基因对于酵母中的自噬非常重要，尤其是在PAS成核中。哺乳动物的自噬体形成主要需要两个蛋白结合反应，两者均由Atg7的作用催化（E3样泛素连接酶活性）。哺乳动物Atg5-Atg12-Atg16L复合物被募集到隔离膜上，有利于前体膜的伸长。第二个缀合系统产生LC3-II，它插入自噬体膜并有助于囊泡伸长。Pro-LC3最初被Atg4裂解以产生LC3-1。该分子是分布在细胞质中的可溶性蛋白。自噬诱导后，LC3-1与磷脂酰乙醇胺（PE）偶联，允许自噬囊泡插入膜中。两个关键的信号传导节点汇聚在一起，使自噬与细胞营养或压力状况相关。Tor-Atg1信号级联通过I类PI3K，Akt / PKB等，转导生长因子的响应，从而负调控自噬。第二个系统是由Beclin1（Atg6）和hVps34组成的，是一种产生PI3P的脂质激酶，在早期自噬体形成，LC3脂质化和自噬体成熟为自溶酶体中起着关键作用。
调节小泡之间运输和融合事件的蛋白质在自噬小体的形成和成熟中也很重要。Rab 7是自噬体正常发展为自噬体的过程中需要一种蛋白质，该蛋白质参与向晚期内体的运输和核周溶酶体区室的生物发生。的N-乙基马来酰亚胺-敏感因子附着蛋白受体（SNARES）VAMP3和Vamp7是自噬过程，而Vamp7和Vamp8也参与了自噬体-溶酶体融合。此外，最近显示肌动蛋白在自噬体形成的非常早期阶段就发挥了作用，与PI3P生成步骤有关。上面的描述表明，自噬体的形成和成熟与内吞和吞噬途径进展所需的分子转运成分和融合机制相似。
可以通过利用与荧光蛋白（GFP-LC3或mCherry-LC3）融合的LC3在细胞内监测自噬过程。由于荧光LC3被掺入自噬体中，因此可以将它们视为细胞内的小点。由于自噬是一个高度动态的过程，因此在细胞中看到的点数是起始以及清除（溶酶体融合和随后的降解）的函数。可以通过用3-甲基腺嘌呤或渥曼青霉素阻断III类PI3激酶（Vps34）或通过敲除必需因子如Atg5或Beclin-1（Vps34激酶复合物的组成部分）来抑制自噬体的启动。可以通过干扰杆菌属，氯喹和其他倾向于使溶酶体碱化的试剂（例如NH）干扰溶酶体融合来防止自噬体清除。雷帕霉素抑制TOR信号传导途径，导致自噬的诱导。亚精胺和白藜芦醇最近已被表征为自噬诱导剂。遗传和功能研究表明，亚精胺抑制组蛋白乙酰化酶，而白藜芦醇激活组蛋白脱乙酰基酶。尽管能否将相同的组蛋白（或其他核蛋白或细胞质蛋白）用作亚精胺和白藜芦醇的下游靶点仍不清楚，蛋白质低乙酰化在自噬控制中的重要作用。这种乙酰化蛋白状态导致几种atg基因上调，包括atg7，atg11和atg15在哺乳动物，酵母，线虫和苍蝇等几种生物中。
如上所述，宿主自噬是针对细胞内病原体的先天应答的一部分，当超过吞噬作用或其他防御机制时，宿主自噬通常起第二道屏障的作用。但是，某些病原体具有逃避自噬反应或破坏自噬途径以及在自噬体区室中生活和复制的能力。本文对此进行具体描述，针对微生物的自噬反应的相反作用。
《超越基本的自噬模式》一书于2015年由Callisto Refernce Press出版，作者是Alexandra
Hewitt。
《超越基本的自噬模式》一书中，作者节选了十篇文献介绍了自噬的最新进展，重点是最近的研究发展，讨论的主题主要包括三个部分，感染性疾病的自噬，神经退行性疾病的自噬，自噬与细胞死亡。《超越基本的自噬模式》一书从三个方面讲解了自噬的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究自噬的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《超越基本的自噬模式》一书作为细胞生物学专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书分为三个部分，既讲解了感染性疾病的自噬，还讲解了深入研究神经退行性疾病的自噬，噬与细胞死亡的关系，是一本应用性很强的书籍，对于想要学习如果研究自噬的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。
2、每个节选都分为很多的小章节，每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，我们能够从中了解到自噬相关的专业知识以及最新的前沿进展。
总的说来，《超越基本的自噬模式》一书为想要了解自噬研究方法的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞生物学自噬领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
前言
第1节感染性疾病的自噬
第一章哺乳动物和原生动物之间的自噬平衡：蚜虫和锥虫科感染的分子，生化和形态学评论
Thabata Lopes
Alberto Duque, Xenia Macedo Souto,
Valter Viana de Andrade-Neto, Vitor Ennes-Vidal
and Rubem Figueiredo Sadok Menna- Barreto
第二章诱导自噬
Anthrax Lethal Toxin Aiguo
Wu, Yian Kim Tan and Hao A.
Vu
第三章传染源和自噬：有时候你赢了，有时候你输了
Patricia Silvia Romano
第四章小鼠间质基质细胞自噬防御机制的上调响应电离辐射后细菌挑战
Nikolai V. Gorbunov, Thomas
B. Elliott, Dennis P. McDariel,K. Lund, Pei-yun Liao, Min Zhai and Juliann G.
Kiang
第2节神经退行性疾病的自噬
第五章神经元自噬与朊蛋白
Audrey Ragagnin, Aurelie Guillemnain, Nancy J. Grant
and Yannick J. R. Bailly
第六章自噬在帕金森氏病中的作用
Grace G.Y. Lim, Chengwu Zhang
and Kah-Leong Lim
第3节自噬与细胞死亡
第七章自噬的发展和重构
Malgorzata Gajewska, Katarzyna Zielniok and Tomasz Motyl
第八章自噬在哺乳动物卵巢细胞死亡中的作用
M.L. Escobar, O.M. Echeverria and G.H. Vazquez-Nin
第九章整合素与黏附对自噬的调控
Eric A. Nollet and Cindy K.
Miranti
第十章时光飞逝:果蝇衰老过程中的自噬
Sebastian Wolfgang Schultz, Andreas Brech and loannis P. Nezis
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林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生