上期主要介紹了常見的自噬檢測方法，本期將帶大家了解自噬中相對“冷門”的類型：微自噬（也稱為小自噬）。在微自噬過程中，自噬物質(zhì)直接被溶酶體和晚期內(nèi)體通過膜突起和內(nèi)陷的方式攝取，然后在內(nèi)溶酶體腔內(nèi)降解?？茖W(xué)家根據(jù)溶酶體的形態(tài)變化提出了三種不同的微自噬類型：（1）溶酶體突出（lysosomal protrusion）；（2）溶酶體內(nèi)陷（lysosomal invagination）；（3）晚期內(nèi)體內(nèi)陷（late endosome invagination）（圖1）。

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圖1 微自噬過程圖示[1]

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和大自噬一樣，微自噬也分為非選擇性微自噬和選擇性微自噬，兩者的區(qū)別在于被降解讀物是否具有特異性。相比非選擇性微自噬，選擇性微自噬更受科學(xué)家的關(guān)注，目前微線粒體自噬（micromitophagy）、微內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬（microreticulophagy）、微細(xì)胞核自噬（micronucleophagy）、微溶酶體自噬（microlysophagy）、微脂質(zhì)體自噬（microlipophagy）、內(nèi)吞體微自噬（endosomal microautophagy，eMI）以及微蛋白質(zhì)自噬（microproteophagy）等選擇性微自噬已有相關(guān)研究報(bào)道（圖2），每種類型的調(diào)控機(jī)制不同。接下來，小編將對目前研究較多的微線粒體自噬和內(nèi)吞體微自噬做詳細(xì)介紹。

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圖2 哺乳動(dòng)物中選擇性微自噬通路[1]

a.?微線粒體自噬；b.微內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自噬；c.微細(xì)胞核自噬；d.微溶酶體自噬；e.微脂質(zhì)體自噬；f.內(nèi)吞體微自噬；g.微蛋白質(zhì)自噬

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微線粒體自噬

微線粒體自噬指不依賴于自噬小體而是直接通過溶酶體直接吞噬整個(gè)受損線粒體降解的過程，對維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)具有重要作用，最初是在非發(fā)酵條件下生長的酵母中發(fā)現(xiàn)的[2]，主要通過兩種途徑發(fā)生。

一種是由線粒體源性囊泡（mitochondrial-derived vesicles，MDV）介導(dǎo)的微線粒體自噬。由于線粒體的直徑（500-1000nm）顯著大于溶酶體（50-500nm），因此微線粒體自噬先是形成MDV（直徑60-150nm），其中包含線粒體外膜蛋白、內(nèi)膜蛋白和基質(zhì)蛋白，最終溶酶體包裹MDV降解線粒體。該降解過程不依賴于關(guān)鍵的自噬調(diào)節(jié)因子（如LC3）[3]。

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圖3 MDV介導(dǎo)的微線粒體自噬作用機(jī)制圖示[1]

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除了MDV介導(dǎo)的線粒體降解，線粒體也能夠吸收溶酶體樣細(xì)胞器，這種現(xiàn)象被稱為“MIEAP誘導(dǎo)的溶酶體樣細(xì)胞器在線粒體內(nèi)的積累”（MALM）[4]。MIEPA是精子形成相關(guān)蛋白，抑制MALM可促進(jìn)MIEPA誘導(dǎo)空泡（MIEAP-induced vacuoles，MIV）直接吞噬和降解受損線粒體，是維持線粒體穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制。

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圖4 MALM和MIV介導(dǎo)的微線粒體自噬作用機(jī)制圖示[1]

內(nèi)吞體微自噬

eMI（Endosomal microautophagy）是指將胞質(zhì)蛋白質(zhì)遞送到晚期核內(nèi)體形成多泡體（multivesicular bodies，MVBs）以供降解的過程。eMI發(fā)生需要特定的刺激，比如哺乳動(dòng)物中鐵饑餓、黑腹果蠅中蔗糖饑餓、DNA損傷和氧化應(yīng)激激活等。

在酵母的eMI中，選擇性自噬物質(zhì)受體Nbr1在ESCRTs系統(tǒng)的作用下將指定的蛋白遞送到MVBs的腔內(nèi)囊泡中，MVBs與溶酶體融合，完成蛋白的降解[5]。而在哺乳動(dòng)物中，目前暫未確定Nbr1在eMI中的作用。另外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物中的eMI與分子伴侶介導(dǎo)的自噬（CMA）的作用機(jī)制十分相似，兩者都需要借助熱休克蛋白HSPA8識(shí)別KFERQ樣基序的蛋白，但eMI不需要底物蛋白質(zhì)的去折疊，并且可以存在于更廣泛的物種中[6]。然而對于同時(shí)存在eMI和CMA的物種，兩者是如何分工的呢？有科學(xué)家提出細(xì)胞可能在不同的環(huán)境下對相同的蛋白做出不同的反應(yīng)以此決定蛋白是導(dǎo)向eMI還是CMA，這一猜想還有待驗(yàn)證。

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圖5 內(nèi)吞體微自噬作用機(jī)制圖示[1]

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本期主要介紹了微線粒體自噬和內(nèi)吞體微自噬，下期將繼續(xù)介紹選擇性微自噬，感興趣的小伙伴可以留意一下哦~

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參考文獻(xiàn)：

[1]?Wang, Liming., Klionsky, Daniel J., Shen, Han-Ming., Shen, Han-Ming.. ?The emerging mechanisms and functions of microautophagy. Nature reviews. Molecular cell biology, 2022, .

[2]?Kissová, Ingrid., Salin, Bénédicte., Schaeffer, Jacques., Bhatia, Sapan., Manon, Stéphen.. ?Selective and non-selective autophagic degradation of mitochondria in yeast. Autophagy, 2007, 3(4):329-36.

[3]?Soubannier, Vincent., McLelland, Gian-Luca., Zunino, Rodolfo., Braschi, Emelie., Rippstein, Peter.. ?A vesicular transport pathway shuttles cargo from mitochondria to lysosomes. Current biology : CB, 2012, 22(2):135-41.

[4]?Miyamoto, Yuji., Kitamura, Noriaki., Nakamura, Yasuyuki., Futamura, Manabu., Miyamoto, Takafumi.. ?Possible existence of lysosome-like organella within mitochondria and its role in mitochondrial quality control. PloS one, 2011, 6(1).

[5]?Liu, Xiao-Man., Sun, Ling-Ling., Hu, Wen., Ding, Yue-He., Dong, Meng-Qiu.. ?ESCRTs Cooperate with a Selective Autophagy Receptor to Mediate Vacuolar Targeting of Soluble Cargos. Molecular cell, 2015, 59(6):1035-42.

[6]?Sahu, Ranjit., Kaushik, Susmita., Clement, Cristina C., Cannizzo, Elvira S., Scharf, Brian.. ?Microautophagy of cytosolic proteins by late endosomes. Developmental cell, 2011, 20(1).