自噬(autophagy)相信大家都不陌生了,從2005年開(kāi)始,關(guān)于自噬的研究越來(lái)越多,涉及的疾病和領(lǐng)域也越來(lái)越多。這兩年雖然熱度不及之前,但國(guó)自然自噬相關(guān)研究的中標(biāo)數(shù)量還是呈增長(zhǎng)趨勢(shì)的。毫不夸張的說(shuō),只要標(biāo)書(shū)寫(xiě)了自噬,中標(biāo)的概率就增加了幾分,只要你的信號(hào)通路拉上了自噬,文章就可以再往上攀一攀。 當(dāng)時(shí)小優(yōu)就很羨慕隔壁實(shí)驗(yàn)室的,做自噬做的滾瓜爛熟,文章拿到手軟,一篇autophagy(雜志)可以讓你獎(jiǎng)學(xué)金拉滿。下面這個(gè)前輩也是憑借闡述細(xì)胞自噬的機(jī)制拿到了諾貝爾“獎(jiǎng)學(xué)金”。 在2016年,自噬相關(guān)研究被授予了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 小優(yōu)忍無(wú)可忍拿著筆記本就沖到老板辦公室開(kāi)門(mén)見(jiàn)山: “我要做自噬” 老板苦口婆心的說(shuō)到“做氧化應(yīng)激好不好” “我要做自噬” “再加個(gè)炎癥” “我要做自噬” “你做自噬,你早就延畢啦” 沒(méi)辦法,只能背著老板偷偷做了。 小優(yōu)先去查查資料,什么叫自噬。自噬是一種常見(jiàn)的細(xì)胞程序性死亡,是自噬溶酶體降解大部分胞漿內(nèi)容物的一種分解代謝,實(shí)現(xiàn)資源回收利用的過(guò)程,自噬的異常與腫瘤,神經(jīng)退行性疾病,代謝,免疫疾病等密切相關(guān)。 那么,怎么做自噬呢?小優(yōu)看到自噬的信號(hào)通路已經(jīng)暈了,簡(jiǎn)單一句話概括來(lái)說(shuō),就是很復(fù)雜。 自噬信號(hào)通路 師兄說(shuō):自噬的核心蛋白是LC3 這時(shí)隔壁熱心的師兄告訴小優(yōu),想要觀察自噬有沒(méi)有參與,最簡(jiǎn)單的就是做下LC3的WB。WB這個(gè)小優(yōu)可擅長(zhǎng)了,三下五除二,就借(騙)到了隔壁實(shí)驗(yàn)室的LC3抗體。 還是先查查L(zhǎng)C3再做吧,LC3是一種蛋白輕鏈3,是自噬過(guò)程的標(biāo)志物。它的功能主要參與了自噬小體的形成, LC3前體分子被ATG4B剪去C端的5肽,裂解形成胞質(zhì)形式LC3-I。然后被APG7L / ATG7激活,轉(zhuǎn)移至ATG3并偶聯(lián)脂酰乙醇胺(PE)以形成膜結(jié)合形式LC3-II它可以附著到自噬體(autophagosome)的膜上,是自噬體的結(jié)構(gòu)蛋白。怪不得文獻(xiàn)中涉及自噬的都會(huì)做LC3-I和LC3-II。 另外,LC3也在線粒體自噬中也發(fā)揮作用,通過(guò)消除線粒體至基本水平來(lái)滿足細(xì)胞能量需求并防止過(guò)量的ROS產(chǎn)生,從而調(diào)節(jié)線粒體的數(shù)量和質(zhì)量。線粒體的自噬主要是通過(guò)PINK啟動(dòng)的,PINK 蛋白在健康狀態(tài)下通過(guò) PARL 的作用持續(xù)降解,而在線粒體損傷時(shí), PARL受到抑制,PINK 穩(wěn)定并招募 E3 連接酶 Parkin,以啟動(dòng)自噬。 師兄說(shuō):樣本表達(dá)是成功最大因素 好啦,了解的差不多了,可以動(dòng)手做了。這時(shí)隔壁熱心的師兄又提醒我,你這個(gè)樣本表達(dá)怎么樣???對(duì)哦,完全忘了這茬事了。如果我做的樣本不表達(dá)或者表達(dá)很低,我也做不出來(lái)呀。 沒(méi)辦法,再去查查資料。在哺乳動(dòng)物中,存在 4 種LC3 同工型(LC3A、LC3B、 LC3B2和 LC3C),在不同的組織細(xì)胞中表達(dá)會(huì)有差異。目前主要研究的是LC3A和LC3B,LC3C在許多細(xì)胞中表達(dá)量很低,研究的也較少。LC3A主要在大腦中表達(dá),其他組織的表達(dá)較低。LC3B在腦、內(nèi)分泌組織等有較高的表達(dá),在肝臟、結(jié)腸、心肌、脾臟等基本不表達(dá)。LC3B2許多組織中都有較高的表達(dá),在骨骼肌中基本不表達(dá)。 表中數(shù)據(jù)來(lái)自human protein Atlas 這次是真的可以了,該查的都查了,可以開(kāi)始做了。從制樣,跑膠電泳,轉(zhuǎn)膜,孵育,顯色,一路順風(fēng)順?biāo)?,但結(jié)果總是當(dāng)頭一棒,目的位置啥條帶都沒(méi),看著那清晰有力的actin,小優(yōu)的頭很大。 師兄說(shuō):要注意電泳轉(zhuǎn)膜的條件 沒(méi)辦法,只能再去求助隔壁的師兄。師兄說(shuō)LC3分子量比較小,只有16KD,在電泳的時(shí)候需要使用12%-15%的膠,避免跑過(guò)。轉(zhuǎn)膜的時(shí)候需要使用0.22um的膜,縮短轉(zhuǎn)膜的時(shí)間,40min即可。切莫使用0.45um的膜,否則量相對(duì)少的LC3I更不容易顯出來(lái)。 經(jīng)過(guò)師兄的指導(dǎo),小優(yōu)終于做出了條帶。咦,我這個(gè)為什么是一條帶?別人文獻(xiàn)中明明都是兩條帶的,而且可以統(tǒng)計(jì)自噬的水平,我這個(gè)怎么辦呢? 師兄不厭其煩的給我解釋到:在自噬過(guò)程中,LC3-I逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹|(zhì)化的LC3-II,當(dāng)自噬的程度比較高時(shí),LC3-I的量是較低的。當(dāng)LC3-I和LC3-II總量恒定時(shí),LC3-II/LC3-I用來(lái)表示自噬的水平。其次,與LC3-II相比,LC3-I對(duì)反復(fù)凍融更加敏感,更容易降解,因此一般需要用新鮮制備樣品上樣。這點(diǎn)倒是有可能,之前制好的樣本經(jīng)過(guò)幾次優(yōu)化和反復(fù)凍融,有可能造成LC3-I檢測(cè)不到。 師兄說(shuō):選擇合適的一抗也很重要 師兄說(shuō)完轉(zhuǎn)身從抽屜拿出了一本厚厚的本子,封面的字已經(jīng)看不清了,隱約有一個(gè)“抗”字。翻到其中一頁(yè),給我講到:目前的LC3抗體所檢測(cè)的抗原表位都位于LC3的N端,由于PE基團(tuán)結(jié)合可能導(dǎo)致N端區(qū)域的構(gòu)象變化,使得抗體對(duì)LC3-II的親和性更高。以CST抗體為例,LC3B的貨號(hào)有單克隆抗體# 3868和多克隆抗體#2775。3868特異性高,2775靈敏度高,2775更容易識(shí)別LC3-I。 師兄又抽出夾在本子中的一張卡片給我看: 當(dāng)時(shí)小優(yōu)的表情是這樣的 后來(lái),小優(yōu)獨(dú)自摸索條件,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月時(shí)間,終于做出了LC3B-I(啥,看不見(jiàn),拿放大鏡就能看見(jiàn)條帶了)。 但是又有一個(gè)問(wèn)題,這個(gè)結(jié)果表明自噬參與了嗎?師兄說(shuō)一般LC3-II條帶深可以表明自噬程度高,可以通過(guò)掃描條帶的灰度,計(jì)算LC3-II/LC3-I表示自噬的水平。有時(shí)因?yàn)長(zhǎng)C3-I條帶較淺,LC3-II/LC3-I的比值存在較大的誤差,因此也有科學(xué)家用LC3-II與內(nèi)參的比值進(jìn)行半定量,綜合考察。 師兄說(shuō):自噬參與程度看組間差異 最后師兄又給了我一個(gè)靈魂打擊,你這個(gè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都一樣,說(shuō)明自噬不是關(guān)鍵因素呀。 在這里,小優(yōu)以血的經(jīng)歷告訴大家,沒(méi)事別碰自噬。哦不,做之前一定要多查查自己樣本的表達(dá)情況和自噬情況。如果不確定的話,可以簡(jiǎn)單做一個(gè)陽(yáng)性對(duì)照,用氯喹過(guò)夜處理 (50uM) Hela細(xì)胞,這樣可以幫助大家判斷到底是什么問(wèn)題導(dǎo)致WB或者熒光不出結(jié)果。這時(shí),我才明白老板的用心良苦啊。 師兄說(shuō):別想念哥,哥只是個(gè)傳說(shuō) 很多小伙伴問(wèn)我這么優(yōu)秀的師兄去哪了,據(jù)說(shuō)畢業(yè)去了優(yōu)寧維做技術(shù)支持,在小優(yōu)心里又高大了幾分。 |
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