自噬在低氧致脑部疾病中的作用
内质网,脑损伤,1低氧致脑损伤,2自噬的作用机制,3自噬与脑部疾病,4总结
徐 薇,王 强,贺 媛,刘 友,邵 国,4,姜树原,5(1.内蒙古科技大学包头医学院,内蒙古 包头 014060;
2.内蒙古科技大学包头医学院内蒙古自治区低氧转化医学重点实验室,内蒙古 包头 014060;3.内蒙古科技大学包头医学院基础医学与法医学院,内蒙古 包头 014060;4.首都医科大学宣武医院低氧适应转化医学北京重点实验室,北京 100053;5.泰国格勒大学国际学院公共健康学院,曼谷 10220)
氧(oxygen,O)是生物必需的生命元素,是机体能量来源的分子基础。大气中氧大约占总含量的21%[1]。低氧是指空气当中氧气浓度低于20.9%,在低氧状态下,机体会出现生理性含氧量不足或者组织供氧量不足的情况。研究表明[2,3],适度低氧有利于细胞的增殖和发育,但过度低氧可导致脑损伤。长期低氧会使大脑发生神经退行性变化,且导致大脑的认知能力和学习记忆能力下降[4,5]。近年来,随着对低氧致脑损伤机制研究的深入,自噬(autophagy)在低氧致脑损伤中的作用成为人们关注的热点。自噬是一种保守的真核细胞的自我降解过程,通常也被认为是一种生存机制,对于在应激条件下维持细胞内环境稳态十分重要[6]。自噬在维持细胞的正常生理功能有着非常重要的作用,当细胞受到一些刺激,如营养不良、缺氧、细胞器受损、及错误折叠蛋白的堆积等,会导致应激现象的发生,自噬对细胞有着一定的保护作用[7]。自噬是细胞代谢调节和质量把控的重要途径,当外界出现如低氧等刺激时,可发挥出重要的调节作用。本文从低氧致脑损伤的研究、自噬的作用机制、自噬与脑部疾病三方面进行综述,以明确自噬在低氧致脑损伤中的作用。
1 低氧致脑损伤
造成脑损伤的因素有复杂多样,低氧是其中之一。有研究发现[8],低氧性脑性损伤的患者出现了不同程度的脑结构损伤,损伤的部位主要位于患者颞叶中下回。另外,低氧能够导致大鼠空间记忆能力显著下降[8,9]。Regard M 等[10]发现极端高海拔低氧暴露能够造成相关脑功能的慢性不可逆损伤。但低氧致脑损伤的确切分子机制尚不明确。
研究表明[11-13],低氧为自噬的一个重要的诱导因素。低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)是一种在低氧条件下具有高稳定性和转录活性的蛋白,它主要存在于哺乳动物和人体的细胞中,对于细胞适应低氧环境具有重要意义[14]。研究发现[15],HIF-1 在氧分压的感受方面有高度特异性。重度的脑损伤中,HIF-1 参与了细胞的自噬及凋亡 ......
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