細(xì)胞自噬

前言

　　自噬是一個基本的生物學(xué)過程，即細(xì)胞通過捕獲并自身消化其胞質(zhì)成分來調(diào)整細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)量、品質(zhì)及組織構(gòu)成。自噬的靶標(biāo)從大小和復(fù)雜性上來說，其范圍可以從單個的長壽命大分子到完整的細(xì)胞器和侵襲的微生物。這種普遍存在的真核細(xì)胞穩(wěn)態(tài)機(jī)制，其主要作用是確保細(xì)胞在不利條件下存活，不利的條件包括營養(yǎng)匱乏、生長因子撤除、毒性蛋白聚集體累積、細(xì)胞器故障（例如線粒體泄漏），或者胞內(nèi)病原體引起的感染。自噬（以及自噬缺陷）的生理和病理生理作用非常廣泛，涉及癌癥、神經(jīng)退行性病變、代謝性疾病、衰老以及（最近發(fā)現(xiàn)的）免疫。自噬的免疫作用分為兩大類，包括：①對免疫細(xì)胞中基本穩(wěn)態(tài)的控制作用，與在機(jī)體其他細(xì)胞類型中的作用相似；②對免疫細(xì)胞特定功能或其他被感染細(xì)胞靶標(biāo)的作用，使宿主能夠有效地處理微生物或微生物產(chǎn)物?！　≡诒緯?，自噬領(lǐng)域的專家首先對自噬進(jìn)行了概述，并就以下幾方面提供了更加詳細(xì)的分析論述，即自噬基本的分子和細(xì)胞機(jī)制（Yang和Klionsky所著章節(jié)）、控制這些過程的信號傳導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)（Codogno及其同事所著章節(jié)），以及在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用方面的自噬生理作用（Mizushima所著章節(jié)）。有兩章涉及自噬在細(xì)胞穩(wěn)態(tài)（由于其與免疫相關(guān)）中的作用；Pua和He描述了自噬在淋巴細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中的作用，而Espert和Biard?Piechaczyk描述了HIV通過自噬致淋巴細(xì)胞死亡的作用。這些章節(jié)為以下方面提供了對比鮮明的例子，即如何利用自噬來正常調(diào)整淋巴細(xì)胞群或者自噬如何被強(qiáng)大的病毒誤導(dǎo)而導(dǎo)致了特定類型的免疫細(xì)胞消除殆盡。構(gòu)成本書主體內(nèi)容的各章節(jié)中可見“利和弊”這一類似主題，涵蓋了很可能是自噬最古老的特定免疫功能：直接清除細(xì)胞內(nèi)的微生物。Orvedahl和Levine、Deretic及其同事，Huang和Brumell，Yoshimori和Amano，以及Subauste所著章節(jié)揭示，自噬原始的免疫形式是一種固有的細(xì)胞自主性防御，來抵抗設(shè)法侵入或特異性侵襲真核細(xì)胞內(nèi)部的微生物。Kirkegaard、Orvedahl和Levine、Campoy和Colombo所著章節(jié)則揭示這些相互關(guān)系的另一面，指出成功的細(xì)胞內(nèi)病原體已進(jìn)化出特定的適應(yīng)性來應(yīng)對作為抗微生物機(jī)制的自噬。此外，自噬作為一種在真核細(xì)胞中根深蒂固的細(xì)胞自主性固有免疫機(jī)制，其廣泛的作用可通過其在植物中的功能（正如Dinesh?Kumar及其同事所著章節(jié)中所討論的那樣）證實。最后，Tal和Iwasaki、Gannagé和Münz、Virgin及其同事所著章節(jié)涉及某些最吸引人的自噬在免疫上的應(yīng)用，包括：①自噬體能夠捕獲胞漿微生物產(chǎn)物并提呈給朝向腔體的固有免疫受體（例如Toll樣受體）（Tal和Iwasaki），由此激活固有免疫；②自噬在抗原提呈中發(fā)揮一種類似拓?fù)浞崔D(zhuǎn)的功能，由此在宿主細(xì)胞胞漿中表達(dá)的微生物抗原能被加工并裝載到面朝腔體的MHCⅡ類分子上，以正確提呈給T細(xì)胞（Gannagé和Münz），因此自噬在適應(yīng)性免疫和胸腺T細(xì)胞選擇中發(fā)揮功能；③自噬基因（其功能與高度分化細(xì)胞的特定方面相關(guān)）在理解炎癥性疾?。ɡ缈肆_恩?。┲械淖饔茫╒irgin及其同事）?！　械恼鹿?jié)描述了自噬途徑、感染性疾病和免疫之間日益復(fù)雜、正逐步被揭示的相互作用關(guān)系。自噬最初的形式或許是種普遍的防御機(jī)制，個體真核細(xì)胞（或單細(xì)胞生物）以一種細(xì)胞自主方式通過“吃掉”攻擊它們的微生物來保護(hù)自身。隨著后生生物的進(jìn)化，有可能利用自噬途徑使這種生物進(jìn)化出更復(fù)雜的免疫系統(tǒng)。自噬不僅是一種原始的防御機(jī)制，它還是一條這樣的途徑，這條途徑可決定免疫細(xì)胞群的動態(tài)平衡，有助于免疫耐受及控制炎癥，并將病原體識別與固有和適應(yīng)性免疫的激活聯(lián)系起來?；谠谠擃I(lǐng)域新發(fā)現(xiàn)的速度，以上所述可能僅是冰山一角。我們希望，《當(dāng)前微生物學(xué)和免疫學(xué)主題》（CurrentTopicsinMicrobiologyandImmunology）系列中的這本書將激勵研究人員在這一激動人心的領(lǐng)域進(jìn)行更深入的鉆研。　　Dallas，TX，USABethLevine　　Osaka，JapanTamotsuYoshimori　　Albuquerque，NM，USAVojoDeretic

內(nèi)容概要

　　細(xì)胞自噬是基本的生物學(xué)過程，使細(xì)胞在饑餓和其他形式的脅迫期間能夠自動消化其自身的胞質(zhì)成分。目前自噬在感染、免疫、衰老、發(fā)育、神經(jīng)退行性疾病和癌癥生物學(xué)中的作用得到日益廣泛的重視。《細(xì)胞自噬》向讀者介紹了有關(guān)自噬的基礎(chǔ)知識，重點描述了自噬在免疫中的功能以及具有高度適應(yīng)性的病原體為抵抗自噬所使用的對抗機(jī)制，同時還提供了自噬在感染免疫中的作用的最新研究進(jìn)展?！　　都?xì)胞自噬》可供醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的廣大本科生、研究生及其他科研人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章 自噬分子機(jī)制概述1.1 引言1.2 自噬的分子機(jī)制1.2.1 自噬的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)1.2.2 Cvt途徑和其他具有選擇性的自噬類型1.2.3 磷脂酰肌醇?3?激酶復(fù)合物1.2.4 兩種泛素樣蛋白質(zhì)綴合系統(tǒng)（conjugationsystem）1.2.5 Atg9及其循環(huán)系統(tǒng)1.2.6 囊泡的從頭形成1.2.7 囊泡與液泡的對接和融合1.2.8 囊泡分解以及所產(chǎn)生大分子的循環(huán)利用1.3 結(jié)論參考文獻(xiàn)經(jīng)2章大自噬的信號傳導(dǎo)及調(diào)節(jié)2.1 引言2.2 信號傳導(dǎo)通路2.2.1 TOR依賴的信號傳導(dǎo)通路2.2.2 mTOR非依賴的通路2.2.3 其他通路2.3 自噬體的形成2.3.1 Atg1及其作用伴侶2.3.2 Atg6/Beclin2.3.3 Atg蛋白的翻譯后修飾2.3.4 Atg蛋白的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)2.3.5 細(xì)胞骨架2.4 成熟步驟2.4.1 晚期自噬的形態(tài)學(xué)和定義2.4.2 成熟事件的調(diào)節(jié)2.4.3 自噬體的信號傳導(dǎo)和成熟2.5 如何調(diào)控自噬2.6 結(jié)論參考文獻(xiàn)第3章 自噬的生理功能3.1 引言3.2 自噬的生理功能3.2.1 氨基酸池的維持3.2.2 細(xì)胞內(nèi)質(zhì)量控制（qualitycontrol）3.2.3 自噬選擇性降解3.2.4 發(fā)育和細(xì)胞死亡3.2.5 腫瘤抑制3.2.6 抗衰老3.3 結(jié)論參考文獻(xiàn)第4章 自噬與淋巴細(xì)胞穩(wěn)態(tài)4.1 引言4.2 細(xì)胞因子和MHC/肽配體對T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)4.2.1 T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中的細(xì)胞因子4.2.2 T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中的TCR-MHC相互作用4.3 內(nèi)源性和外源性凋亡途徑對T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)4.3.1 T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中的外源性凋亡途徑4.3.2 T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中的內(nèi)源性凋亡途徑4.4 T淋巴細(xì)胞中的自噬誘導(dǎo)4.5 自噬：在T細(xì)胞生存和死亡中的雙重作用4.5.1 在體內(nèi)自噬促進(jìn)穩(wěn)定的T細(xì)胞生存4.5.2 自噬促進(jìn)T細(xì)胞死亡4.5.3 自噬作為T細(xì)胞中生存和死亡的矛盾介導(dǎo)物4.6 T細(xì)胞增殖中的自噬4.6.1 在T細(xì)胞增殖中自噬體的形成4.6.2 自噬基因除自噬體形成之外在T細(xì)胞增殖中發(fā)揮作用4.7 B淋巴細(xì)胞中的自噬4.8 結(jié)論參考文獻(xiàn)第5章 自噬與固有免疫識別系統(tǒng)5.1 引言5.2 自噬與感應(yīng)病毒：城堡巡邏5.2.1 病毒的固有免疫識別5.2.2 自噬通過TLR在病毒的固有免疫識別中發(fā)揮作用5.2.3 Atg5/自噬在pDC的TLR9信號傳導(dǎo)中的作用5.2.4 通過Atg5-Atg12綴合物負(fù)調(diào)節(jié)RLR5.3 固有免疫識別、自噬誘導(dǎo)和吞噬作用之間的相互作用：保衛(wèi)城堡5.3.1 吞噬作用5.3.2 自噬與吞噬作用的合聚5.4 細(xì)胞因子反饋：擂響戰(zhàn)鼓5.5 結(jié)束語參考文獻(xiàn)第6章 自噬在MHC類內(nèi)源性抗原提呈中的作用6.1 引言6.2 MHCⅡ類分子肽配體的來源蛋白6.3 細(xì)胞內(nèi)抗原加工到MHCⅡ類蛋白質(zhì)上6.4 大自噬作為MHCⅡ類配體的來源6.4.1 模式抗原6.4.2 腫瘤抗原6.4.3 細(xì)胞內(nèi)病原體作為大自噬依賴的MHCⅡ類抗原的來源6.4.4 大自噬后自身抗原作為MHCⅡ類抗原表位的來源6.4.5 專職抗原提呈細(xì)胞中的大自噬6.4.6 上皮細(xì)胞中的大自噬6.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)第7章 自噬和自噬基因在炎性腸病中的作用7.1 引言7.2 炎性腸病7.2.1 人類炎性腸病的臨床表現(xiàn)7.2.2 結(jié)腸炎小鼠模型7.2.3 小腸疾病的小鼠模型7.2.4 細(xì)菌在炎性腸病中的作用7.3 自噬和克羅恩病7.3.1 鑒定ATG16L1和IRGM1為克羅恩病易感基因7.3.2 Atg16L1在自噬中的作用7.3.3 IRGM1在自噬中的作用7.4 自噬在腸生物學(xué)中的作用7.4.1 檢測Atg16L1在體內(nèi)功能的兩個小鼠模型7.4.2 Atg16L1缺失導(dǎo)致炎癥反應(yīng)增強(qiáng)且促炎性細(xì)胞因子IL?1β在巨噬細(xì)胞中的表達(dá)增加7.4.3 Atg16L1表達(dá)降低的小鼠重現(xiàn)克羅恩病的病理表現(xiàn)，揭示Atg16L1在克羅恩病中作用的細(xì)胞靶標(biāo)7.5 結(jié)論和未來展望參考文獻(xiàn)第8章 自噬在抵制結(jié)構(gòu)分析桿菌感染的免疫中的作用一種研究自噬免疫功能的模型系統(tǒng)8.1 引言：自噬作為一種抵抗細(xì)菌、原生動物寄生蟲和病毒的抗微生物防御機(jī)制8.2 結(jié)核分枝桿菌寄生在宿主巨噬細(xì)胞中8.3 自噬消除細(xì)胞內(nèi)結(jié)核分枝桿菌8.4 自噬溶酶體在微生物殺滅中的獨特性能8.5 自噬是Th1/Th2極化效應(yīng)物8.6 免疫相關(guān)GTP酶（IRG）調(diào)節(jié)抗微生物防御和炎癥中的自噬8.7 自噬是模式識別受體信號傳導(dǎo)的效應(yīng)物8.8 結(jié)論和一種模型參考文獻(xiàn)第9章 自噬在防御胞內(nèi)細(xì)菌的免疫中的作用9.1 自噬作為一種抵抗細(xì)菌的免疫防御機(jī)制9.2 腸道沙門菌鼠傷寒血清型的自噬作用9.2.1 沙門菌相關(guān)疾病9.2.2 鼠傷寒沙門菌在哺乳動物細(xì)胞中的細(xì)胞內(nèi)生活模式9.2.3 鼠傷寒沙門菌的毒力：Ⅲ型分泌系統(tǒng)及其效應(yīng)因子9.2.4 防御鼠傷寒沙門菌的自噬作用9.2.5 胞內(nèi)鼠傷寒沙門菌的多種命運9.3 產(chǎn)單核細(xì)胞李斯特菌的自噬9.3.1 產(chǎn)單核細(xì)胞李斯特菌的相關(guān)疾病9.3.2 產(chǎn)單核李斯特菌在哺乳動物細(xì)胞中的生存模式9.3.3 產(chǎn)單核細(xì)胞李斯特菌的毒力因子9.3.4 產(chǎn)單核細(xì)胞李斯特菌的自噬9.3.5 寬闊的李斯特菌容納吞噬體9.3.6 不同產(chǎn)單核細(xì)胞李斯特菌菌群的多種命運9.4 福氏志賀菌和其他胞內(nèi)菌的自噬作用9.5 炎性腸病中的細(xì)菌自噬9.6 小結(jié)參考文獻(xiàn)第10章 A群鏈球菌與自噬的戰(zhàn)爭中的失敗者10.1 A群鏈球菌對宿主細(xì)胞的入侵10.2 A群鏈球菌從內(nèi)吞體中的逃逸10.3 自噬對A群鏈球菌的捕獲10.4 贏家還是輸家？10.5 和傳統(tǒng)自噬作用的差異10.6 金黃色葡萄球菌感染中的自噬10.7 結(jié)語參考文獻(xiàn)第11章 細(xì)菌對自噬的策反11.1 伯內(nèi)特考克斯體11.1.1 細(xì)菌形態(tài)和抗原變異11.1.2 伯內(nèi)特考克斯體的Ⅳ型分泌系統(tǒng)11.1.3 伯內(nèi)特考克斯體的復(fù)制小生境11.1.4 自噬途徑利于伯內(nèi)特考克斯體的感染11.2 嗜肺軍團(tuán)菌11.2.1 嗜肺軍團(tuán)菌產(chǎn)生一種專門的細(xì)菌區(qū)室11.2.2 dot/icm基因復(fù)合體編碼的Ⅳ型分泌系統(tǒng)11.2.3 嗜肺軍團(tuán)菌對宿主自噬途徑的利用11.3 金黃色葡萄球菌11.3.1 金黃色葡萄球菌小細(xì)胞突變體11.3.2 全局調(diào)節(jié)系統(tǒng)agr和sar11.3.3 金黃色葡萄球菌的胞內(nèi)生存：從吞噬區(qū)室中逃逸11.3.4 金黃色葡萄球菌對自噬途徑的策反11.4 齦紫單胞菌11.4.1 齦紫單胞菌的胞內(nèi)生活以及自噬途徑11.4.2 牙齦菌蛋白酶的作用11.5 嗜吞噬細(xì)胞無漿體11.5.1 嗜吞噬細(xì)胞無漿體和自噬途徑的相互作用11.5.2 自噬途徑利于嗜吞噬細(xì)胞無漿體的感染11.6 流產(chǎn)布魯桿菌11.6.1 流產(chǎn)布魯菌的胞內(nèi)小生境11.7 結(jié)語參考文獻(xiàn)第12章 剛地弓形蟲免疫防御中的自噬作用12.1 前言12.2 CD40和剛地弓形蟲感染12.2.1 CD40通過空泡?溶酶體融合誘導(dǎo)弓形蟲殺滅活性12.2.2 CD40通過自噬作用誘導(dǎo)殺弓形蟲活性12.3 剛地弓形蟲感染中自噬作用的關(guān)聯(lián)性12.4 結(jié)語參考文獻(xiàn)第13章 自噬在哺乳動物抗病毒免疫中的作用13.1 引言13.2 自噬與病毒的戰(zhàn)斗13.2.1 自噬抵御嗜神經(jīng)組織病毒的感染13.2.2 HSV?13.2.3 自噬在哺乳動物病毒性疾病中的潛在保護(hù)機(jī)制13.3 病毒實施逃逸策略13.3.1 HSV?1對自噬發(fā)動協(xié)同攻擊13.3.2 病毒Bcl?2同系物拮抗宿主自噬13.3.3 自噬逃逸作為一種普遍的毒力機(jī)制？13.4 結(jié)論參考文獻(xiàn)第14章 有新有舊植物固有免疫和自噬作用14.1 前言14.2 自噬在植物發(fā)育和衰老中的作用14.3 自噬和植物固有免疫14.4 自噬限制死亡信號嗎？解釋HR?PCD調(diào)節(jié)的一個模型14.5 自噬在基礎(chǔ)免疫應(yīng)答過程中的作用14.6 植物RNA病毒和葉綠體14.6.1 病毒在葉綠體內(nèi)的生理學(xué)后果14.6.2 病毒誘導(dǎo)葉綠體向液泡運輸：是葉綠體自噬還是被處決的無辜者14.7 液泡中植物病毒的清除14.8 結(jié)語參考文獻(xiàn)第15章 自噬在HIV誘導(dǎo)的T細(xì)胞死亡中的作用15.1 引言15.2 HIV復(fù)制周期15.3 高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療和誘導(dǎo)自噬的藥物15.4 導(dǎo)致免疫缺陷的機(jī)制15.5 自噬在Env介導(dǎo)的CD4T細(xì)胞死亡中的作用15.6 自噬在HIV感染的細(xì)胞中的作用15.7 結(jié)論參考文獻(xiàn)第16章 病毒對細(xì)胞自噬途徑的策反16.1 引言16.2 對病毒有利的自噬途徑16.3 自噬能為病毒做什么？16.4 結(jié)論參考文獻(xiàn)索引

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