自噬学习一------线粒体自噬

线粒体自噬的研究方法

原创 瞿飞；经作者同意转自 Autophagy
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线粒体自噬是一种选择性清除多余或受损线粒体的自噬过程, 在调节细胞内线粒体数量和维持线粒体正常功能等方面发挥重要作用, 并涉及诸多生理和病理学过程. 有关线粒体自噬的研究报道始于21 世纪初, 近年来发展十分迅速.

2019年国自然医学部自噬相关研究资助项目数高达430项，仅次于RNA相关研究，呈现多点开花的格局。其中热点中的热点是线粒体自噬：总计94项：重点项目1项；青年项目 36项，地区基金12项，面上项目 45项。

目前, 研究线粒体自噬的方法众多, 各有利弊, 但没有一种检测手段可以独立说明线粒体自噬的发生或反映线粒体自噬的活性. 本文旨在对目前有关线粒体自噬的研究方法与技术及其优缺点等方面做个总结, 供线粒体自噬研究者参考.

线粒体自噬是一种选择性清除受损线粒体的特异性自噬现象, 根据线粒体自噬过程的特征, 可将其分为4个时期:

1) 前期线粒体受损后发生通透性转变, 导致线粒体去极化, 诱导线粒体自噬相关蛋白活化；

2) 早期自噬体包裹受损线粒体, 形成线粒体自噬体(Mitophagosomes)；

3) 中期线粒体自噬体与溶酶体融合后形成成熟的线粒体自噬溶酶体(Mitolysosomes)；

4) 末期线粒体被溶酶体降解。

以上各期特点如图1所示:

线粒体自噬过程的4个时期

图1 MP 线粒体自噬体(Mitophagosomes); ML 线粒体自噬溶酶体(Mitolysosomes); ∆Ψm线粒体膜电位(Mitochondrialmembranepotential).

目前研究线粒体自噬及其活性的方法主要包括以下 3 种类型:

1) 通过电子显微镜或荧光显微镜直接观察线粒体自噬体的结构或线粒体自噬的动态过程；
2) 通过流式细胞术检测线粒体膜电位、线粒体总量及免疫印迹技术检测线粒体自噬相关蛋白表达量的变化等方法间接反映线粒体自噬活性；
3) 通过人为对线粒体自噬通路进行实验性调节来全面评价线粒体自噬对细胞或机体形态和功能的影响。

下表将简要描述线粒体自噬各期检测方法的优缺点和适用阶段：

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MP 线粒体自噬体(Mitophagosomes), ML 线粒体自噬溶酶体(Mitolysosomes), Ψm 线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential), EM 电子显微镜技术(Electron microscopy), FM 荧光显微镜技术(Fluorescence microscopy), IF 免疫荧光技术(Immunofluorescence), IB 免疫印迹技术(Immunoblotting), FC 流式细胞技术(Flow cytometry), TMRM 四甲基罗丹明甲酯(Tetramethyl rhodamine methyl ester), MTG 线粒体示踪绿(MitoTracker green), LTR 溶酶体示踪红(LysoTracker red).

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