PIK3C3（俗称Vps34）是III类磷脂酰肌醇3-激酶（PtdIns3K），专门催化磷脂酰肌糖-3-磷酸（PtdIns3P）的形成。它是唯一从低等真核生物到哺乳动物保守的PtdIns3K，代表了PtdIns3K的最古老形式。对无脊椎动物和哺乳动物细胞系的研究表明，PIK3C3/Vps34调节内吞和自噬途径的多个方面。一方面，PIK3C3对早期内体向晚期内体的进展以及多泡体的生物发生具有重要意义。另一方面，PIK3C3对自噬体形成的启动至关重要。PIK3C3的化学抑制剂3-MA通常被用作自噬的特异性抑制剂。PIK3C3的独特功能被认为是由至少两种不同的PIK3C配合物来实现的。在酵母中，复合物I（Vps34、Vps15、Atg6和Atg14）参与自噬，而复合物II（Vps34、Vps15、Atg6和Vps38）在液泡蛋白分选过程中发挥作用。在哺乳动物中，复合物I的同系物（PIK3C3、p150、Beclin 1和Atg14L）激活自噬，而复合物II的同系体（PIK3G3、p50、Beclin-1和UVRAG/Vps38）调节内吞贩运。
为了表征PIK3C3在哺乳动物体内的功能，我们生成了一个条件等位基因圆珠笔3c3小鼠中的基因及其在有丝分裂后感觉神经元中的特异性删除(派克3c3-cKO鼠标）。我们将分析重点放在感觉神经元上，因为圆珠笔3c3在这些神经元中表达最丰富。对基因敲除小鼠感觉神经节的详细分析显示，出生后几天内，不同类型的感觉神经元发生了快速但不同的神经退化。大直径有髓机械感受和本体感受神经元发生快速退化，而突变的小直径无髓伤害感受神经元退化较慢，存活时间更长。
有趣的是，大直径圆珠笔3c3-缺失的神经元迅速积累泛素阳性聚集体以及大量增大的囊泡，这些囊泡很可能是异常的内体。增大的小泡的积聚不仅隔离了细胞膜源，还可能造成贩运堵塞，阻碍前生信号和/或物质和细胞器的运输，因此可能是大型神经元快速死亡的基础。相比之下，小直径圆珠笔3c3-缺失的神经元含有有限数量的液泡，但逐渐形成溶酶体样细胞器。神经元似乎更能耐受溶酶体的显著增加，但这种表型的机制尚不清楚。它可以代表神经元在受到压力和内膜系统损伤时的保护性和稳态反应。另外，由于许多溶酶体蛋白的分选需要PtdIns3P，这种表型也可能由非功能性溶酶体的积累引起，组织蛋白酶B和L基因敲除小鼠就是如此。还不清楚为什么两种感觉神经元对普遍侮辱的反应不同。一种推测性解释是，在正常生理条件下，大直径神经元通过触摸和身体运动不断被激活，因此它们包含更活跃的内吞和膜运输过程；而小直径的痛觉神经元通常不被激活，且内吞事件较少。这些差异可能使这两种类型的神经元对PIK3C3缺失的反应不同。
我们进一步表明圆珠笔3c3-cKO小鼠主要是由内体的破坏引起的，而不是自噬途径的破坏。通过比较圆珠笔3c3-cKO小鼠附件7-cKO小鼠，其中自噬特异性基因附件7使用相同的感觉神经元特定cre驱动程序删除。破坏自噬会导致所有类型的感觉神经元在几个月内缓慢退化，并在所有感觉神经元中形成非常大的细胞内包涵体。溶酶体无增加或观察到增大的小泡堆积。观察到的完全不同的表型附件7-cKO与圆珠笔3c3-cKO小鼠表明，PIK3C3失活主要破坏了内胚体通路，而不是抑制自噬（至少在神经元中）。它提醒人们注意，需要注意解释使用PIK3C3抑制剂（如3-MA）作为自噬特异性抑制剂的结果。
最令人惊讶的发现是在小直径细胞中存在并激活了一种非经典的、PIK3C3独立的大分子自噬途径派克3c3-突变神经元。虽然PIK3C3传统上被认为是自噬启动必不可少的，但最近的几项研究表明，在各种细胞系和果蝇中可能存在PIK3C3-独立的自噬途径。我们通过三种不同的实验表明，这种非经典的自噬途径可以在体内的感觉神经元中发生：交叉圆珠笔3c3-cKO小鼠到GFP-LC3报告系，LC3亚型的western blot分析，并进行自噬通量实验。有趣的是，对Pik3c3/Atg7双突变体神经元表明，这种替代性自噬体启动途径仍然需要ATG7，因此需要传统的结合系统。因此，这种非经典自噬与新报道的ATG5/ATG7独立但PIK3C3依赖的自噬不同。我们推测，小直径突变神经元中PIK3C3非依赖性自噬的激活是其生存期更长的部分原因。
PIK3C3非依赖性自噬体形成的分子机制尚不清楚。PtdIns3P可能通过使用其他脂激酶或磷酸酶的补救途径在自噬前体/吞噬细胞的膜上低水平生成。或者，其他机制可以指导新月形双膜结构的形成。例如，具有两亲性螺旋的蛋白质不对称插入膜中会导致膜弯曲；BAR结构域蛋白还可以检测并促进弯曲膜结构的形成。因此，在缺乏PIK3C3的情况下，这些类型的蛋白质可能被招募来形成前自噬体。最后，需要探索这种PIK3C3非依赖性自噬在体内正常生理条件下的作用。
