跳到主页面内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息,确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https(https)://确保您连接到官方网站,并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2015年4月15日;34(8):1025-41.
doi:10.125222/embj.214899363。 Epub 2015年1月13日。

不饱和脂肪酸诱导非标准自噬

附属公司

不饱和脂肪酸诱导非标准自噬

米雷娅·尼索·桑塔诺等。 欧洲工商管理硕士J. .

摘要

为了从机理上了解脂肪分解和自噬之间的相互作用,这是饥饿的两个关键代谢反应,我们筛选了人类癌细胞中一组脂肪酸的自噬诱导潜力。饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(如棕榈酸和油酸)分别触发自噬,但其潜在的分子机制不同。油酸盐(而非棕榈酸酯)刺激自噬反应,需要完整的高尔基体。相反,由棕榈酸酯而非油酸盐触发的自噬需要AMPK、PKR和JNK1,并涉及BECN1/PIK3C3脂激酶复合物的激活。因此,BECN1和PIK3C3的下调可在人类癌细胞中消除棕榈酸诱导而非油酸诱导的自噬。此外,Becn1(+/-)小鼠以及缺乏人类Becn1同源基因的酵母细胞和线虫对油酸盐(而非棕榈酸酯)产生自噬反应。因此,不饱和脂肪酸诱导非规范、系统发育保守的自噬反应,而哺乳动物细胞依赖高尔基体。

关键词:ATG5;GFP‐LC3;RFP‐FYVE;贝克林1;布雷菲尔丁A。

PubMed免责声明

数字

图1
图1
棕榈酸盐和油酸盐诱导自噬
  1. 自噬诱导脂肪酸的筛选。表达GFP-LC3的U2OS细胞在对照条件(Co)下培养,或用指示的饱和(黑色)或不饱和(蓝色)脂肪酸处理4小时,然后量化细胞质GFP-LC2的数量+自动荧光显微镜检测每个细胞的点数。数据是至少三个独立实验的平均值±SEM(*对< 0.05, **P(P)<0.01与未经处理的细胞)。

  2. 棕榈酸酯、硬脂酸盐和油酸盐诱导的B–D自噬通量。野生型(WT,C)和表达GFP-LC3的(B)U2OS细胞以及HeLa细胞(D)保持在对照条件下,暴露于无营养素(NF)条件下,或单独或与10μg/ml E-64d和10μg/ml胃蛋白酶抑制素(Pep)联合使用500μM油酸盐(OL)、500μM硬脂酸盐(ST)或500μM棕榈酸酯(PA)处理4(D)或6(B,C)h.此后,细胞质GFP-LC3的数量+每细胞点数(B)、LC3脂质化和p62降解(C)或标记的长寿命蛋白质降解(D)被量化。在(B)和(D)中,数据是至少三个独立实验(B)的平均值±SEM(B)或归一化平均值±SD(D),或三个执行的代表性实验(D)的四个重复评估(*P(P)< 0.05, **P(P)<0.01与未处理细胞;##P(P)<0.01与仅用PA或OL处理的细胞相比;n.s.,与E-64d加Pep治疗的细胞相比无显著性差异)。在(C)中,监测β-肌动蛋白水平,以确保车道荷载相等,并采用密度测定法量化脂质LC3(LC3-II)和p62的丰度(均归一化为β-肌动蛋白水平)。

  3. E、 F ATG5和ATG7参与脂肪酸诱导的自噬。用对照siRNA(siUNR)或靶向ATG5(siATG5)或ATG7(siATG 7)的siRNA转染WT(F)或GFP-LC3表达的(E)U2OS细胞48小时,并保持在对照条件下或用500μM PA或500μM OL处理。6小时后,对细胞进行处理,以量化细胞质GFP-LC3的数量+自动荧光显微镜(E)或免疫印迹(F)评估LC3脂质化和p62降解。在(E)中,数据是至少三个独立实验的平均值±SEM(*P(P)< 0.05, **P(P)<0.01与未经处理的siUNR转染细胞相比;#P(P)<0.05与仅用PA或OL处理的siUNR转染细胞相比)。在(F)中,监测β-肌动蛋白水平,以确保泳道的负载相等。

  4. G脂肪酸诱导小鼠自噬。只向C57BL/6小鼠腹腔注射溶媒100 mg/kg PA或100 mg/kg OL。一两个小时后,对动物进行安乐死,并通过免疫印迹法对指示组织中的LC3脂质过氧化、p62降解和AMPK磷酸化进行评估。对GAPDH水平进行监测,以确保车道的荷载相等。密度测定法用于量化脂化LC3(LC3-II)和p62(均标准化为GAPDH水平)和AMPK磷酸化(标准化为总AMPK水平)的丰度。结果为三只小鼠的平均值±SD(*P(P)< 0.05, **P(P)<0.01***P(P)<0.001,与车辆处理小鼠相比)。

图2
图2
脂肪酸诱导自噬过程中自噬标记物的亚细胞定位
  1. GFP-LC3的A–D Colocalization+暴露于油酸盐的细胞中带有高尔基体的圆点。表达GFP-LC3-或GFP-GALT/RFP-LC3的U2OS细胞保持在对照条件下(Co)或用500μM棕榈酸盐(PA)、500μM油酸盐(OL)或10μg/ml布氏菌素A(BFA)处理6小时。随后,对细胞进行处理,以确定GFP-LC3之间的共定位+或RFP-LC3+点和TGOLN2(A)、GALT-GFP(B)、LMAN1(C)和RAB7A(D)。数据是至少三个独立实验的标准化平均值±SEM(*P(P)< 0.05, ***P(P)<0.001与未经处理的细胞)。比例尺,10μm。

图3
图3
脂肪酸诱导自噬的超微结构特征
  1. 在接触油酸盐的细胞中,用高尔基体对自噬标记物进行A–C染色。表达GFP-LC3的U2OS细胞保持在对照条件下(Co)或用500μM棕榈酸酯(PA)、500μM油酸盐(OL)处理6 h,可选择通过免疫金标记进行GFP-LC2和p62的差异检测,并通过透射电镜进行分析。实心和空心箭头表示与抗p62(Ø=10 nm)和抗GFP(\216;=15 nm)抗体结合的金颗粒。数据是至少三个独立实验的平均值±SD(*P(P)<0.05时***P(P)<0.001与未经处理的细胞)。

图4
图4
高尔基体对油酸诱导自噬的要求
  1. brefeldin A对油酸诱导的高尔基体与自噬标记物共存的影响。表达GFP-GALT/RFP-LC3的(A)、表达GFP-LC3的(B)或表达GFP-GALT-的(C)U2OS细胞在对照条件(Co)下培养或用500μM油酸盐(OL)单独处理或与10μg/ml布氏菌素A(BFA)联合处理6h。此后,对细胞进行处理,以评估自噬标记物(GFP-LC3)的共定位+点和p62)和GFP-ALT+结构。数据是至少3个独立实验的标准化平均值±SEM(**P(P)< 0.01, ***P(P)<0.001与未处理细胞;#P(P)< 0.05,##P(P)<0.01与OL处理的细胞)。比例尺,10μm。

  2. D、 E高尔基体分裂剂抑制油酸诱导的自噬。野生型U2OS(D)或HeLa(E)细胞保持在对照或无营养(NF)条件下,或单独或与10μg/ml BFA联合使用500μM棕榈酸酯(PA)或500μM OL处理6小时。此后,对细胞进行处理,通过免疫印迹(D)或长效蛋白降解(E)评估LC3脂质化和p62降解。在(D)中,监测β-肌动蛋白水平,以确保车道荷载相等。在(E)中,数据是所进行的三个代表性实验中一个实验的四个重复评估的标准化平均值±SEM(n.s.,无显著性**P(P)<0.01与BFA给维持在控制条件下的细胞后的残留降解)。

图5
图5
油酸盐诱导非规范自噬
  1. A、 B AMPK、PKR、JNK1和CPT1A在棕榈酸诱导而非油酸诱导的自噬中的意义。用对照siRNA(siUNR)或靶向AMPK(siAMPK)、PKR(siPKR)、JNH1(siJNK1)或CPT1A(siCPT1A)的siRNA转染表达GFP-LC3的U2OS细胞48小时,并保持在对照条件下(Co)或用500μM棕榈酸酯(PA)或500μM油酸盐(OL)处理。六小时后,GFP-LC3+dots通过自动荧光显微镜定量。数据是至少三个独立实验的平均值±SEM(*P(P)<0.05时**P(P)<0.01与未经处理的siUNR转染细胞相比;#P(P)< 0.05,##对< 0.01,###P(P)<0.001与经PA处理的siUNR转染细胞的比较;n.s.,与用OL处理的siUNR转染细胞相比,无显著性差异)。比例尺,10μm。

  2. C、 D棕榈酸诱导而非油酸诱导自噬的上游调节器。将野生型(WT,D)和表达GFP-LC3(C)的U2OS细胞转染siUNR或BECN1(siBECN1)、PIK3C3(siPIK3C)和ULK1(siULK1)特异的siRNAs 48 h,并将其保存在控制条件下或用500μM PA或500μM OL处理额外6 h。随后,对细胞进行处理,以量化GFP-LC3+dots,或通过免疫印迹法评估LC3脂质化和p62降解。在(C)中,数据是至少三个独立实验的平均值±SEM(**P(P)<0.01与未经处理的siUNR转染细胞相比;#P(P)<0.05与PA处理的siUNR转染细胞相比;n.s.,与用OL处理的siUNR转染细胞相比,无显著性差异)。比例尺=10μm。在(D)中,监测β-肌动蛋白水平,以确保车道荷载相等,并采用密度测定法量化脂质LC3(LC3-II)和p62的丰度(均归一化为β-肌动蛋白水平)。数据是至少3个独立实验的平均值±SD(*P(P)< 0.05, **P(P)<0.01与未经处理的siUNR转染细胞相比;#P(P)<0.05与PA处理的siUNR转染细胞相比;n.s.,与用OL处理的siUNR转染细胞相比,无显著性差异)。

  3. E–H PIK3C3抑制剂对棕榈酸和油酸诱导的自噬的影响。在对照条件下培养表达GFP-LC3的U2OS细胞(E,F)和WT-HeLa细胞(G,H),将其保存在无营养(NF)培养基中,或单独或在5 mM 3-甲基腺嘌呤(3MA)或200 nM沃特曼(麦芽)的存在下,用指定浓度的PA(未指定的500μM)和OL(未指定)处理。6小时后,对细胞进行GFP-LC3定量处理+点,用于通过免疫印迹(G)评估LC3A、LC3B和GABARAPL2的脂质化和p62降解,或用于评估长寿命蛋白质降解(H)。在(E,F)中,数据是至少两个独立实验的平均值±SEM(**P(P)<0.01与未经处理的细胞相比,#对< 0.05,##P(P)< 0.01,###P(P)<0.001相对于用PA处理的细胞;n.s.,与OL治疗的细胞相比无显著性差异)。比例尺,10μm。在(G)中,评估β-肌动蛋白水平以监测车道负荷,并使用密度测定法量化脂质化LC3-样蛋白(LC3A-II、LC3B-II和GATE16-II)和p62(均归一化为β-肌动蛋白水平)的丰度。在(H)中,数据是来自三个执行的代表性实验中的一个代表性实验的四个重复评估的归一化平均值±SEM(n.s.,无显著性**对<0.01与保持在控制条件下的细胞服用3MA后的残留降解)。

图6
图6
油酸诱导自噬的机制研究油酸诱导的自噬对MTORCI信号的敏感性。野生型(WT)或Tsc2型−/−MEF在对照条件下培养,保持在无营养(NF)培养基中,或暴露于500μM棕榈酸酯(PA)或500μM油酸盐(OL)中6 h,然后评估LC3脂质化、p62降解和p70S6K系列激酶磷酸化。TSC2和β-肌动蛋白水平分别作为基因型控制进行监测,以确保车道负荷相等,并采用密度测定法量化脂质LC3(LC3-II)和p62的丰度(均归一化为β-肌动蛋白水平)。
图7
图7
BECN1对油酸盐的非依赖性自噬反应体内
  1. A、 油酸盐对小鼠自噬流量的B Becn1非依赖性诱导。野生型(WT)或贝肯1+/−小鼠腹腔注射溶媒、100 mg/kg棕榈酸(PA)或100 mg/kg油酸(OL)。四小时后,小鼠接受溶媒或15 mg/kg leupeptin(Leu)。2小时后,对动物进行安乐死,然后进行免疫印迹辅助评估肝脏中LC3的脂质化和p62的降解。监测β-肌动蛋白水平以确保车道荷载相等,并采用密度测定法量化脂质LC3(LC3-II)和p62的相对丰度,二者均归一化为β-肌动蛋白水平。结果为2或3只小鼠的平均值±SD(n.s.,无显著性*P(P)< 0.05, **P(P)<0.01与相同基因型的未经治疗的小鼠相比;##P(P)<0.01与用相同脂肪酸治疗的相同基因型小鼠相比)。

图8
图8
油酸引起的非正常自噬反应酿酒酵母秀丽线虫
  1. 酵母中油酸盐对Atg6非依赖性自噬的诱导。指数增长WT或Δatg6酿酒酵母将细胞暴露于载体、1.8 mM棕榈酸酯(PA)或1.8 mM油酸盐(OL)中72 h,然后用免疫荧光显微镜辅助量化显示BODIPY的细胞®+VPH1内的脂滴+液泡(调脂细胞)。比例尺,5μm。数据为4个独立实验的平均值±SEM(**P(P)<0.01与载体处理的WT细胞相比;n.s.,不重要,#P(P)<与用相同脂肪酸处理的WT细胞相比,0.05)。驾驶员信息中心(DIC),差分干扰对比度。

  2. 油酸盐诱导线虫自噬的BEC-1依赖性。A类秀丽线虫表达GFP::LGG-1的菌株从L4级开始在仅含载物、500μM PA或500μM OL的平板上培养,并用大肠杆菌用空向量(EV)或BEC-1下调结构进行转换。用次氯酸钠处理妊娠动物,GFP::LGG-1的数量+通过荧光显微镜对释放胚胎中的dots进行定量。比例尺,30μm。数据为2个独立实验的平均值±SEM(***P(P)<0.001与用EV喂养并用车辆处理的蠕虫相比;n.s.,不重要,###P(P)<0.001与喂食EV并用相同脂肪酸处理的蠕虫相比)。

中的注释

类似文章

  • BECN1非依赖性自噬的新诱导物:顺式不饱和脂肪酸。
    Niso-Santano M、Bravo-San Pedro JM、Maiuri MC、Tavernarakis N、Cecconi F、Madeo F、Codogno P、Galluzzi L、Kroemer G。 Niso Santano M等人。 自噬。2015;11(3):575-7. doi:10.1080/15548627.2015.1017222。 自噬。2015 PMID:25714112 免费PMC文章。
  • 不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸在肝细胞自噬和凋亡中的不同作用。
    Mei S、Ni HM、Manley S、Bockus A、Kassel KM、Luyendyk JP、Copple BL、Ding WX。 Mei S等人。 药理学实验与治疗杂志。2011年11月;339(2):487-98. doi:10.1124/jpet.111.184341。Epub 2011年8月19日。 药理学实验与治疗杂志。2011 PMID:21856859 免费PMC文章。
  • 不饱和脂肪酸诱导的非标准自噬:异常?还是没有得到赏识?
    弗吉尼亚州Bankaitis。 弗吉尼亚州Bankaitis。 EMBO J.2015年4月15日;34(8):978-80. doi:10.15252/embj.201591392。Epub 2015年3月11日。 EMBO J.2015。 PMID:25762589 免费PMC文章。
  • 阿尔茨海默病自噬和APP处理受损:Beclin 1相互作用体的潜在作用。
    Salminen A、Kaarniranta K、Kauppinen A、Ojala J、Haapasalo A、Soininen H、Hiltunen M。 Salminen A等人。 神经生物学进展。2013年7月至8月;106-107:33-54. doi:10.1016/j.pneurobio.2013.06.002。Epub 2013年7月1日。 神经生物学进展。2013 PMID:23827971 审查。
  • 自噬和相关过程的分子定义。
    Galluzzi L、Baehrecke EH、Ballabio A、Boya P、Bravo-San Pedro JM、Cecconi F、Choi AM、Chu CT、Codogno P、Colombo MI、Cuervo AM、Debnath J、Deretic V、Dikic I、Eskelinen EL、Fimia GM、Fulda S、Gewirtz DA、Green DR、Hansen M、Harper JW、JäätteläM、Johansen T、Juhasz G、Kimmelman AC、Kraft C、Ktistakis NT、Kumar S、Levine B、Lopez-Otz在C、Madeo F、,Martens S、Martinez J、Melendez A、Mizushima N、Münz C、Murphy LO、Penninger JM、Piacentini M、Reggiori F、Rubinsztein DC、Ryan KM、Santambrogio L、Scorrano L、Simon AK、Simon HU、Simonsen A、Tavernakis N、Tooze SA、Yoshimori T、Yuan J、Yue Z、Zhong Q、Kroemer G。 Galluzzi L等人。 EMBO J.2017年7月3日;36(13):1811-1836. doi:10.125222/embj.21796697。Epub 2017年6月8日。 EMBO J.2017年。 PMID:28596378 免费PMC文章。 审查。

引用人

工具书类

    1. Bjorkoy G,Lamark T,Pankiv S,Overvatn A,Brech A,Johansen T。监测p62/SQSTM1的自噬降解。方法酶制剂。2009;452:181–197.-公共医学
    1. 布伦纳S.秀丽隐杆线虫的遗传学。遗传学。1974;77:71–94.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Brenner C,Galluzzi L,Kepp O,Kroemer G.解码肝脏炎症中的细胞死亡信号。肝素杂志。2013;第59:583–594页。-公共医学
    1. Cascio G,Schiera G,Di Liegro I.代谢综合征、糖尿病和心血管疾病中的膳食脂肪酸。《当前糖尿病》2012年版;8:2–17.-公共医学
    1. Codogno P,Mehrpour M,Proikas-Ceszanne T。典型和非规范自噬:自噬共同主题的变化?Nat Rev Mol细胞生物学。2012;13:7-12。-公共医学

出版物类型