Lysosomes and mitochondria might coexist just like some kind of gram-negative bacterium engulfed by original eukaryotic cells and coexist billions of years ago
在正常情況下旨袒，大部分肝細(xì)胞處于G0期，很少分裂侠驯，但是當(dāng)受到某些機(jī)械右锨，病毒毫玖，藥物等刺激時(shí)织堂，G0期細(xì)胞可以進(jìn)入G1期瓦灶，啟動(dòng)細(xì)胞周期。大鼠進(jìn)行2/3肝切除后贫导，剩余肝臟仍可代償性的長(zhǎng)到原來大小抛猫，并恢復(fù)其功能，這個(gè)過程稱為肝再生（Liver regeneration孩灯，LR）闺金。很多激素，細(xì)胞因子峰档，蛋白败匹，信號(hào)通路參與肝再生過程，迄今為止面哥，對(duì)肝再生過程還沒有非常明確的了解哎壳，尤其是啟動(dòng)和終止階段[1-3]毅待。
溶酶體是廣泛存在于真核細(xì)胞中對(duì)細(xì)胞功能有重要作用的細(xì)胞器尚卫，自噬（Autophagy）是溶酶體介導(dǎo)的降解受損或冗余細(xì)胞成分為小分子物質(zhì)的過程，降解后的物質(zhì)可以被重新利用尸红。這些功能主要是溶酶體膜蛋白和內(nèi)腔中的酸性水解酶類來執(zhí)行的吱涉。迄今為止，發(fā)現(xiàn)至少50種溶酶體酸性水解酶[4]外里，這些水解酶直接行使催化功能怎爵，但溶酶體膜蛋白的作用也極其重要，比如盅蝗，維持溶酶體內(nèi)酸性環(huán)境鳖链，選擇性的運(yùn)輸需要被降解的物質(zhì)，介導(dǎo)溶酶體膜和其他膜的融合等[5]墩莫。自噬參與了機(jī)體很多重要的生理過程芙委，如細(xì)胞發(fā)育，分化狂秦，衰老灌侣，死亡等[6; 7]。越多的越多的證據(jù)表明裂问，自噬和人類的一些疾病和腫瘤發(fā)生有很大關(guān)系[8]侧啼。所以牛柒，自噬在細(xì)胞和機(jī)體的生命中扮演著重要角色。
關(guān)于肝再生與自噬的研究已有不少報(bào)道[9-13]痊乾，研究發(fā)現(xiàn)皮壁，正常小鼠70%肝切除后，發(fā)生積極自噬而免于細(xì)胞老化哪审，并通過維持健康的線粒體形態(tài)刺激線粒體代謝闪彼，通過氧化磷酸化為肝再生提供能量[14]。還有研究發(fā)現(xiàn)协饲，肝再生早期畏腕，線粒體通透性沒有明顯改變，而24h之后內(nèi)膜通透性降低茉稠，氧化磷酸化偶聯(lián)增強(qiáng)描馅，效率提高[15]。為了解大鼠2/3肝切除肝再生與自噬的關(guān)系而线，自噬相關(guān)信號(hào)通路及相關(guān)蛋白在肝再生不同時(shí)間點(diǎn)的變化铭污，并闡明其機(jī)制，本研究借助同位素標(biāo)記相對(duì)和絕對(duì)定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation膀篮，iTRAQ)結(jié)合質(zhì)譜（mass spectrometry嘹狞，MS）方法檢測(cè)了大鼠肝再生2、6誓竿、12磅网、24、30和36小時(shí)等6個(gè)時(shí)間點(diǎn)自噬相關(guān)蛋白的表達(dá)變化筷屡，并分析了他們的表達(dá)模式和相互作用及其與肝再生的關(guān)系涧偷。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們提出溶酶體和線粒體可能有共存的形式，且從分子水平闡釋其存在的可能機(jī)理毙死。除了自噬燎潮，真核細(xì)胞還有一種降解蛋白質(zhì)的系統(tǒng)，現(xiàn)在有研究發(fā)現(xiàn)兩種蛋白降解體系之間有著某種聯(lián)系[16-19]扼倘，但是機(jī)理有待闡明确封。我們首次在蛋白水平分析了大鼠肝再生自噬與泛素介導(dǎo)的蛋白酶體途徑之間可能的聯(lián)系。
可能性示意圖
大鼠肝切除后再菊，合成活動(dòng)旺盛爪喘，需要大量的能量供應(yīng)。和能量相關(guān)的AMPK信號(hào)通路激活袄简，以對(duì)抗這種應(yīng)激狀態(tài)腥放。而和自噬直接相關(guān)的溶酶體膜蛋白和大量酸性水解酶表達(dá)上調(diào)，線粒體內(nèi)膜相關(guān)蛋白表達(dá)增強(qiáng)绿语，意味著線粒體功能并未受到大的影響秃症，根據(jù)以上分析候址，
我們提出一個(gè)設(shè)想，溶酶體和線粒體可以融合共存种柑。也就是內(nèi)體溶酶體和自噬體融合后岗仑，并未發(fā)生傳統(tǒng)的線粒體完全被消化，而是像十幾億年前的原真核細(xì)胞吞噬原線粒體一樣聚请，線粒體內(nèi)膜與溶酶體外膜共存荠雕，這無論從能量和節(jié)約體內(nèi)物質(zhì)成分，還是從快速提供能量上驶赏，都不失為一種合理的存在方式炸卑，示意圖見figure4(a)。其共存機(jī)理見figure4(b)煤傍。線粒體內(nèi)外膜間隙為酸性環(huán)境盖文，而溶酶體內(nèi)也是酸性環(huán)境，這就為它們的共存提供了可能蚯姆。線粒體內(nèi)膜電子傳遞鏈不斷向膜間隙泵出電子五续，產(chǎn)生電位差。膜間隙的酸性環(huán)境對(duì)于酸性水解酶的催化作用必不可少龄恋，而水解后的成分轉(zhuǎn)運(yùn)出共存體疙驾，可以滿足肝再生的需要，而H+向線粒體基質(zhì)中的回流又可以產(chǎn)生ATP供機(jī)體需要郭毕。這樣也就不難理解泛素-蛋白酶體的相關(guān)蛋白它碎，溶酶體膜蛋白，和線粒體膜蛋白等的不同尋常的表達(dá)變化铣卡。值的一提的是GFER在其中究竟起了什么作用還不得知链韭，但它的表達(dá)變化卻暗示著其和肝再生的關(guān)系或許與此有關(guān)偏竟。
韓淑媛研究發(fā)現(xiàn)[47]煮落，肝切除后15小時(shí)左右，溶酶體數(shù)量和體積明顯增加踊谋，許多細(xì)胞器衰退蝉仇，唯獨(dú)溶酶體數(shù)量增加并形成多種形式的自噬體，這表明細(xì)胞進(jìn)入S期前殖蚕，結(jié)構(gòu)更新加速轿衔，溶酶體自噬增加，以清除這些衰退結(jié)構(gòu)睦疫，這是細(xì)胞增殖的必要前提條件害驹。繆明永等對(duì)肝再生中線粒體變化的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)[15; 48]蛤育，肝再生中線粒體通過降低線粒體內(nèi)膜的通透性繼而增強(qiáng)氧化磷酸化來適應(yīng)再生中的能量需求宛官，并且作者提出可以有兩個(gè)方面增強(qiáng)線粒體功能葫松，一是表達(dá)合成大量與氧化磷酸化有關(guān)的蛋白質(zhì)提高ATP產(chǎn)能，但這會(huì)消耗很多ATP底洗。二是直接調(diào)節(jié)線粒體內(nèi)膜性質(zhì)腋么，呼吸鏈結(jié)構(gòu)或內(nèi)環(huán)境來提高氧化磷酸化的效率。顯然亥揖，第二種比較合理珊擂。而線粒體溶酶體共存假說可以解釋這個(gè)問題。早期费变，溶酶體外膜和線粒體外膜融合或把線粒體外膜降解摧扇，那么溶酶體本身含有的內(nèi)含物和酶可以直接把物質(zhì)降解成小分子跨越線粒體內(nèi)膜進(jìn)入線粒體，但是這個(gè)時(shí)候因?yàn)檠鯕庀陆抵科纾院粑湽δ懿粫?huì)太強(qiáng)扳剿，而溶酶體內(nèi)部的酸性環(huán)境直接可以提供質(zhì)子濃度梯度，從ATP合酶進(jìn)入內(nèi)膜昼激，合成ATP庇绽，所以這個(gè)時(shí)候ATP不會(huì)下降太多。而后期24h之后橙困，隨著功能的恢復(fù)瞧掺，線粒體功能逐漸恢復(fù)，呼吸鏈恢復(fù)正常凡傅。已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)辟狈，通過降低pH人為的加在線粒體膜質(zhì)側(cè)一個(gè)質(zhì)子濃度，即使缺少氧化型底物夏跷，也能合成ATP[49]哼转。翟心慧等研究發(fā)現(xiàn)，輔酶Q10在肝再生增值期有明顯促進(jìn)線粒體氧化磷酸化功能槽华，且效果和劑量正相關(guān)壹蔓，其中以PH后48h最明顯[50]。依共存理論猫态，肝再生初期佣蓉，ATP生成溶酶體建立的質(zhì)子梯度對(duì)ATP的生成起了重要的作用，那么前期添加CoQ10對(duì)氧化磷酸化的影響不顯著而后期顯著（后期線粒體內(nèi)膜通透性恢復(fù)）就不難理解了*亲雪。
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