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综述:自噬在疾病管理中的作用:探索天然产物作为靶向治疗的潜力
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Pathology - Research and Practice 2.9
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这篇综述系统探讨了自噬(Autophagy)在癌症、神经退行性疾病(AD/PD/HD)、心血管疾病及感染性疾病中的双重作用机制,重点分析了天然产物通过调控Atg蛋白、ULK1复合物等关键靶点干预自噬通路的治疗潜力。文章整合了槲皮素、白藜芦醇等天然化合物在疾病模型中的最新证据,为开发低毒性自噬调节剂提供理论框架。
分子机制:细胞自我吞噬的精密调控
自噬作为进化保守的分解代谢过程,通过双层膜结构的自噬体包裹受损细胞器或错误折叠蛋白,最终与溶酶体融合降解。这一过程依赖16种自噬相关(Atg)蛋白协同作用,其中Atg5-Atg12-Atg16和LC3-PE两大泛素样修饰系统驱动自噬体膜延伸。值得注意的是,mTOR信号通路作为核心调控开关,在营养匮乏时解除对ULK1复合物的抑制,启动自噬级联反应。
神经退行性疾病:清除蛋白聚集体的关键
在阿尔茨海默病(AD)中,β-淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白的异常聚集与自噬流障碍直接相关。天然产物如姜黄素通过激活TFEB转录因子促进溶酶体生物合成,加速Aβ清除。而银杏内酯B则特异性增强线粒体自噬(Mitophagy),缓解帕金森病(PD)中α-突触核蛋白引发的氧化应激。
心血管系统:自噬的双刃剑效应
心肌细胞中适度的自噬可清除受损线粒体维持能量稳态,但过度激活会导致收缩蛋白过度降解。白藜芦醇通过SIRT1-FoxO1通路动态调节自噬水平,在动物模型中显著改善心肌缺血再灌注损伤。相反,七叶皂苷通过抑制过度自噬减轻动脉粥样硬化斑块的不稳定性。
癌症治疗:情境依赖的调控策略
肿瘤微环境中的自噬呈现显著异质性。低氧条件下,雷帕霉素通过抑制mTORC1诱导保护性自噬增强化疗耐药性;而芹菜素则通过阻断Beclin-1/VPS34复合物,促使凋亡缺陷型肿瘤细胞发生II型程序性死亡。最新研究发现紫草素可选择性激活ER-phagy,特异性清除致癌蛋白HER2+
乳腺癌细胞的内质网应激产物。
感染免疫:古老的防御机制
针对胞内病原体如结核分枝杆菌,p62/OPTN/NDP52等自噬受体识别细菌表面泛素标记,形成抗菌自噬体(Xenophagy)。绿茶多酚EGCG通过增强TBK1磷酸化促进沙门氏菌的溶酶体降解,而李斯特菌则通过ActA蛋白逃逸LC3标记的吞噬泡。
挑战与突破:从实验室到临床
尽管天然产物展现多重优势,其临床应用仍面临生物利用度低、组织靶向性差等瓶颈。纳米载体包裹的紫杉醇-槲皮素共递送系统在胰腺癌模型中将自噬调节效率提升3倍,而基于CRISPR-Cas9的Atg7基因编辑技术为精准调控提供新思路。未来研究需结合类器官模型和单细胞测序,解析自噬异质性对个体化治疗的启示。
结论
作为细胞质量控制系统,自噬调控为多种疾病提供创新治疗窗口。天然产物因其多靶点特性,在平衡自噬稳态方面展现出独特优势。随着递送技术和基因编辑工具的进步,靶向自噬的精准治疗时代正在到来。
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