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《自噬——生物学与疾病》
作者:秦正红,乐卫东 主编
出版社:科学出版社 出版日期:2011/3/1
ISBN:9787030302496 定价: 148.00元
        内容推荐

    本书是国内第一本介绍自噬知识的专著,内容包括自噬的基本过程、自噬的调控、自噬在疾病发生中的作用以及自噬与某些疾病治疗的关系。本书也在相关章节中讨论了一些自噬研究的方法学问题。本书的作者都是活跃在自噬研究领域的专家,具有扎实的自噬理论知识和研究经验,因此本书对于初入自噬研究领域的研究者或对自噬感兴趣的学者,是一本有价值的入门教科书。

    本书可以作为生物学、医学的基础研究工作者,临床医生的参考书,也适合于作为相关专业研究生的教材。

    目录

    第一篇 自噬的分类、结构和方法学

    第一章 自噬研究的历史与现状

    第二章 自噬的分类与基本过程

    第三章 自噬囊泡的起源和结构

    第四章 自噬与溶酶体

    第五章 自噬体的成熟与清除

    第六章 自噬研究的基本方法

    第七章 自噬研究的模式生物

    第二篇 自噬的生物学和调节

    第八章 自噬在发育和分化中的作用

    第九章 自噬与细胞器的更新

    第十章 自噬与营养和代谢应激

    第十一章 自噬与异常蛋白折叠

    第十二章 自噬与细胞死亡

    第十三章 自噬的双重作用和意义

    第十四章 自噬的信号转导调控

    第十五章 调节自噬的重要因子

    第三篇 自噬与疾病

    第十六章 自噬与衰老

    第十七章 自噬与帕金森病

    第十八章 自噬与阿尔茨海默病

    第十九章 自噬与运动神经元疾病

    第二十章 自噬与亨廷顿舞蹈病

    第二十一章 自噬与缺血性脑损伤

    第二十二章 自噬与缺血预适应

    第二十三章 自噬与肿瘤的发生和发展

    第二十四章 自噬与肿瘤免疫

    第二十五章 自噬与抗原加工呈递及感染性疾病

    第二十六章 自噬与心血管疾病

    第二十七章 自噬与肥胖症及糖尿病

    第四篇 影响自噬的药物研发和实验治疗

    第二十八章 针对自噬的药物开发和治疗的展望

    第二十九章 自噬靶向药物在治疗神经疾病中的应用

    第三十章 自噬与肿瘤的化疗和放疗

    中英文缩略词对照表

    在线试读部分章节

    第一篇 自噬的分类、结构和方法学

    第一章自噬研究的历史与现状

    早在1962年,Ashford和Porter就已提出细胞中存在“self-eating(自食)”,De Duve将

    这一现象命名为“autophagy(自噬)”。长期以来,自噬只被认为是细胞降解胞内物质的一种

    正常生理过程,因此,并没有引起人们的广泛关注。但是,近十多年来,随着分子生物学的发

    展,在酵母中首先发现了自噬的分子机制,随后在哺乳动物细胞中也发现了相似的机制,使

    得自噬的研究取得了重大进展。到目前为止,已发现二十余个与自噬相关的基因,其中近一

    半基因在果蝇、线虫、哺乳动物等多细胞物种中都十分保守。由于各个系统对自噬相关基因

    有不同的命名,2003年,Klionsky教授等将这些基因统一命名为ATG(AuTophaGy),用来

    代表自噬基因及其相对应的蛋白质,便于研究它们之间的相互作用及在自噬过程中的功能。

    2004年12月出版的《Science》杂志预测自噬的研究会成为2005年科技领域的六大热点之

    一,且排在第一位。为适应自噬研究的发展,一份新的国际性杂志《Autophagy》在2005年

    创刊。从2005年开始,每年都举行国际性的自噬研讨会。Pubmed上收录的自噬研究的文

    章逐年增多。这些都反映出自噬确实越来越受到人们的关注。自噬已涉及生物学、医学、植

    物学和微生物学等领域,已经成为一个快速发展的研究热点。尤其在生物医学界,许多研究

    人员正在积极探讨自噬在各种疾病中的作用,研究疾病中自噬水平调控的分子机制,以期利

    用自噬这把“双刃剑”的分子机制为临床疾病治疗寻找新的有效靶点。这些疾病包括感染性

    疾病、心脑血管疾病、癌症、代谢紊乱性疾病和神经退行性疾病等。

    本章将主要介绍自噬研究的发展史和现状。后续章节将详细介绍自噬的分类与各型自

    噬的特点、自噬囊泡的起源和结构、自噬与溶酶体、自噬体的成熟与清除、自噬研究的基本方

    法、自噬研究的模式生物等。

    第一节自噬研究的起源

    Porter(1912-1997)是著名的电子显微镜先驱之一。1939年,他加入了洛克菲勒研究

    所(现在的洛克菲勒大学)的癌症研究室。1962年,他与同事Ashford观察鼠肝中注入高血

    糖素后,细胞结构的变化情况。注射高血糖素15分钟后,他们观察到某种“致密体”的出现,4小时后致密体广泛分布。这些致密体不仅数量增加,而且移动到靠近细胞核的细胞质中。

    更加惊人的发现是:这种致密体包裹有线粒体。细胞质中的移动致密体大部分出现在细胞

    降解的早期阶段。比利时细胞学家和生物化学家De Duve将这一现象命名为“自噬”。De

    Duve也是溶酶体的发现者,是用实验方法证明溶酶体参与细胞自噬过程的第一人。

    1962年,De Duve被任命为纽约洛克菲勒研究所教授,他与他的学生Deter博士通过实

    验进一步证实Ashford发现的鼠肝细胞注射高血糖素后出现的现象。大鼠肝脏注射高血糖

    素30分钟后,肝脏溶酶体开始出现明显变化,再过15分钟达到高峰。通过离心分离肝细

    胞,用生物化学方法酶标追踪溶酶体,他们发现溶酶体的共沉淀性增加。形态学方面,它们

    观察到肝细胞许多小管周围主要是由肝溶酶体形成的致密体,随后发现致密体大量消失,而

    被丰富的自噬泡取代。自噬泡的形成伴随着大量溶酶体的增多,形成囊泡,该囊泡可提供消

    化酶,降解被分隔的细胞质成分。

    1963年2月12~14日,在伦敦召开了“溶酶体Ciba基金研讨会”,De Duve做了题为“溶酶

    体的概念”的大会报告,综述了当时未被广泛认可的溶酶体的生化特性和生理功能,并介绍了

    病理溶酶体的含义。他提出并描述了“endocytosis”(胞吞)和“exocytosis”(胞吐)过程,区分了

    “heterophagic”(异体吞噬)和“autophagic”(自体吞噬)中溶酶体的功能,并建议将自噬泡命名为

    “Novikoff自体吞噬泡”。De Duve命名了“autophagy”(自噬)过程和它的形容词形式:autoph

    agic(自体自噬的)。正因为他在亚细胞生物学的重大发现:他发现了溶酶体(细胞的消化系统)

    和过氧化物酶(在重要代谢过程中发生作用的细胞器),1974年,De Duve教授被授予诺贝尔生

    理学或医学奖。和De Duve教授分享诺贝尔奖的还有两位科学家Claude和Palade。比利时科

    学家Claude在亚细胞生物学研究做出了开拓性的研究工作,他通过差速离心法分离细胞器。

    美国科学家Palade使用电子显微镜发现并描述了大量的细胞组分。

    第二节自噬研究的发展

    虽然50年前人们就开始对自噬进行了研究,但是,自噬只被认为是一种正常的生理过

    程,并没有得到人们的广泛关注。直到10年前,人们才开始慢慢了解这一过程的分子机制。

    在过去10多年里,自噬的研究不断深入,研究领域不断扩展。越来越多的研究人员关

    注这一领域,更多人引用这一领域的研究论文。科学家们都感受到了自噬引文增长的重要

    影响力。与2000年之前相比,这十多年来,包含“自噬”这一关键词的文章至少增长了10

    倍。现在,自噬已成为科学家们研究的热点,研究人员正以惊人的速度不断探索自噬与其他

    研究领域之间的新关联。

    “自噬”之所以如此引人入胜,是因为它涉及细胞生物学和生物化学许多不同的方面。

    例如,细胞生理功能的调控、信号传导和对环境变化的应答。自噬发生在基础生理状态下,参与细胞的基本生理过程,但也可以由不同种类的应激所诱发,自噬活性可以成倍增加。然

    而,过度的吞噬将导致机能紊乱的发生。因此,自噬必须被严格调控。然而,自噬的分子调

    控机制、自噬与其他细胞生理活动的相互作用,自噬与疾病发生发展的关系目前所知甚少。

    自噬按其发生的方式不同,至少可分为macroautophagy(大自噬)、microautophagy(小

    自噬)和chaperone-mediated autophagy(分子伴侣介导的自噬),因此它的研究内容

    极其丰富。自噬体和分泌途径中形成的囊泡不同,自噬体是新形成的,也就是说,自噬体不

    是从一个已存在的细胞器中萌生的,也不是一个简单的步骤就可以形成的。事实上,自噬体

    可能通过增加膜融合,从最初的膜结构——吞噬泡(phagophore)开始扩张。吞噬泡扩张的

    膜的来源还不是很明确,自噬体形成的机制是需要深入研究的重点。值得注意的是,这种囊

    泡形成的独特机制,意味着自噬体能够清除不同类型的物质,包括外来的致病病原体或完好

    的细胞器,这导致了自噬的双方面的重要作用。

    自噬在细胞重塑、清除受损的或多余的细胞器、维持细胞动态平衡等过程中扮演了重要

    角色,但细胞利用自噬机制降解外来及自身物质的识别机制还不清楚。由于自噬影响细胞

    的代谢,也影响细胞的生存,科学家们对自噬在疾病发生发展中的作用非常感兴趣,对于自

    噬用于治疗目的前景表现出极大的兴趣。

    自噬研究进程中的一些重要事件:

    1.《自噬》杂志的诞生为了适应自噬研究的迅猛发展,2005年正式出版了同行评审

    期刊——《Autophagy》专业杂志(主编:密西根州大学Klionsky教授;出版社:Landes Bio

    science),该杂志迅速成为该领域最具影响力的期刊。我国上海交通大学乐卫东教授、南开

    大学陈佺教授、浙江大学林福呈教授、北京生命科学研究所张宏博士应邀担任该杂志的

    编委。

    此杂志涵盖多种自噬相关主题。2010年统计的影响因子为6.829。五年影响因子为

    6.917。《自噬》被列为自噬专题中的顶级杂志。过去十年,出版“自噬”专题的杂志中,《自

    噬》杂志的论文总数排名第一。

    《自噬》杂志针对目前细胞自噬检测缺乏统一标准的问题,于2008年第二期,刊登了主

    编Klionsky联合世界上200多名自噬研究领域的专家撰写了综述文章:高等生物细胞自噬

    的检测指南。细胞自噬是一个多阶段、多基因参与调控的细胞生理过程。该综述以25页的

    篇幅详细介绍了细胞自噬的检测准则、应用范围及注意事项等,重点介绍了两方面内容:

    ①吞噬泡和自噬体形成的稳态监测方法,检测内容包括自噬体的数量、LC3-Ⅱ的蛋白水平、LC3(或Atg8)斑点以及TOR和Atg1激酶活性等;②细胞自噬的通量(Flux)监测,检测内

    容包括:自噬性蛋白降解速率、LC3-Ⅱ蛋白的动态变化、GFP-Atg8/LC3复合物游离GFP

    的释放、p62蛋白水平的检测等。该综述为自噬研究的实验设计、论文写作及论文评阅提供

    了重要的参考价值。

    临床上自噬的研究不断增长,临床和基础研究科学家间的相互交流是非常重要的。然

    而,许多临床科学家的应用型研究论文发表在基础研究科学家不经常阅读的杂志上,反之亦

    然。因此,《自噬》杂志增加熟悉临床研究的副主编,鼓励科学家投稿临床研究论文,并引入

    一个新类别,专门面向临床研究的论文。

    与他人合作是科学研究的重要方面之一,《自噬》杂志的目标是促进团体的发展,并保持

    该领域的友好与和谐。当前,自噬是一个非常互动和受欢迎的领域。试剂可以自由交换,许

    多实验室进行合作交流。《自噬》杂志邀请某研究领域的多个实验室联合进行综述,作者之

    间需要对他们的综述和评论文章进行相互沟通,这样可以促进实验室之间进一步的交流与

    合作。杂志还邀请著名学者对自噬研究中出现的重要进展发表评论。

    《自噬》杂志不断寻求如何推进该研究领域发展的出路,杂志网站提供在线的、可实时更

    新的实验方法。杂志为研究人员设立专题,大家可以把问题张贴给文章的作者,作者可在线

    回答。自噬研究正处于起步阶段,是当前迅速变化的领域。该杂志促进了该领域的研究发

    展,编辑委员会吸收高级研究人员进入,吸引最优秀的研究论文,及时反映该领域科学家们

    的需求。

    2.自噬专题国际会议的召开

    (1)国际自噬研讨会(international symposium onautophagy,ISA):从1977年第一次

    举办至今,积极探索研究人员的实验结果,以阐述酵母和哺乳动物细胞中大自噬、小自噬和

    过氧化物酶体自噬的机制。会议注重在生物学和病理学的多种不同领域新发现的自噬功

    能等。

    第四届国际自噬研讨会——“探索扩张的自噬研究的前沿”,于2006年10月1~5日在

    日本静冈举行。会议的两次全体大会讲座分别由自噬研究领域的知名科学家美国密西根大

    学Klionsky和日本大阪大学Nagata教授做报告,他们报告的题目分别是:自噬体形成涉及

    Atg9的循环;巨噬细胞对死细胞的凋亡和吞噬。会议的主题涉及以下几方面内容:自噬的

    分子机制(Atg共轭体系和自噬体形成、选择性自噬和非选择性自噬);自噬在感染与免疫中

    的作用;自噬的调节;自噬和细胞死亡;自噬在疾病和衰老中的作用等。

    第五届国际自噬研讨会——“自噬:分子机制、细胞、生理功能和疾病”,于2009年9月

    24~28日在日本大津举行。会议涵盖自噬领域的广泛议题。特邀的两个大会报告是德国

    Kunau教授关于“兄弟细胞器”——溶酶体领域(如过氧化物酶体)的报告和日本Nagata教

    授的关于内质网的报告。报告的题目分别是:过氧化物酶体生物合成:20年的进展和惊喜;

    内质网中新合成的蛋白质的质量控制。特邀报告人是来自加拿大、法国、阿根廷、美国、以色

    列、芬兰、德国、英国、瑞士、日本的27位自噬研究领域专家。会议的主题涉及以下几方面内

    容:自噬的分子机制;自噬调节细胞器稳态;自噬在植物和植物感染中的细胞学和生理功能;

    自噬在哺乳动物细胞中的细胞学和生理功能;感染、免疫和自噬;与自噬相关的疾病和药物。

    会议还设置了海报奖评比活动,共有9位研究人员获奖。三位金奖获得者是美国斯坦

    福大学的Riley、美国哥伦比亚大学医学中心的Dall摧Armi、日本东京医科牙科大学的Itaku-

    ra。他们的海报标题分别是自噬缺乏时泛素和聚集倾向的蛋白的定量分析、哺乳动物磷脂

    酶D调节大自噬、哺乳动物自噬蛋白系统。六位银奖获得者是英国曼彻斯特大学的Lee、中

    国北京国家生物科学研究所的Tian、日本九州大学的Kanki、日本国家神经病学和精神病学

    中心的Hayashi、澳大利亚莫纳什大学的Mijaljica、美国阿尔伯特爱因斯坦医学院的Koga。

    他们的海报标题分别是自噬中ULK1/2的生理功能、线虫中新颖的自噬突变体的鉴别、酵

    母中以选择性机制发生线粒体自噬、哺乳动物细胞中自噬降解核组分、酿酒酵母中晚期亲

    核、溶酶体的同型融合和异型融合。

    第六届国际自噬研讨会计划在2012年举行。

    (2)高登研究会议(Gordon research conference):高登研究会议——自噬与应激、发育