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2850 人阅读发布时间:2024-09-20 17:02
细胞自噬
细胞自噬(autophagy)一词来自希腊单词auto-,意思是“自己的”,以及phagein,意思是“吃”。所以,细胞自噬的意思就是“吃掉自己”。
细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解并得以循环利用。
LC3
LC3是公认的自噬标志物,自噬形成时,胞质型LC3(即LC3-I)会酶解掉一小段多肽,转变为脂型LC3(即LC3-II),它可以附着到自噬体(autophagosome)的膜上,是自噬体的结构蛋白,因此LC3-II/I比值的大小可评估自噬水平的高低。在哺乳动物中,LC3包含3种亚型:LC3A、LC3B、LC3C,分布在不同的组织中。
问题解析
进行细胞自噬相关研究时,利用Western Blot实验,检测LC3-I和LC3-II指标是必不可少的实验,然而LC3的WB检测并非一件易事,经常会出现无条带或者两条带无法同时检出等情况,这是为什么呢?
LC3蛋白具有以下特性:
使用传统的RIPA等溶液法进行蛋白提取时,RIPA裂解液对于低分子量蛋白和膜相关蛋白提取效率极低,极易丢失于RIPA不可溶组分中。

Fig1.RIPA裂解液提取蛋白中存在蛋白丢失问题
图片来源:doi 10.2144/000114477
Li【1】研究不同的蛋白提取方法对蛋白图谱的影响中发现,使用RIPA裂解液提取的蛋白图谱发生了改变且并不完整,蛋白会丢失在不可溶的组分中,丢失的蛋白随样品的变化而变化,具有随机性,非等比例丢失。

Fig2.RIPA裂解液对低分子量蛋白提取效率差
图片来源:Bio-platform提供
解决方案
LC3指标同时兼具了低分子量和膜相关蛋白的特性,属于RIPA裂解液难溶蛋白,所以提高样品的蛋白提取效率和质量,是检测LC3的关键步骤!Invent柱式法总蛋白提取试剂盒(Cat#SD-001/SN-002)利用离心管柱和特配裂解液配方,有效解决蛋白提取过程中蛋白丢失问题,特别是对难溶的膜相关蛋白和低分子量蛋白提取更为有效,更适于LC3指标的检测需求。
实战案例1

Fig3.Western blots and their quantification depicting the expression of LC3IIA/B and Sqstm1 protein in mouse aortic root
图片来源:doi.org/10.1016/j.cellsig.2024.111136
动脉粥样硬化的特征是动脉壁中脂质积聚和泡沫细胞的形成。自噬失调是动脉粥样硬化发展的关键因素。Chen, X等人【2】在研究自噬对动脉粥样硬化进展的影响中,使用Invent柱式法总蛋白提取试剂盒(SD-001/SN-002)从小鼠主动脉中提取总蛋白,随后进行western blotting检测,在Apoe-/- ND和Apoe -/- HFD组中,小鼠主动脉中自噬相关蛋白LC3BII/I比值表达下调,SQSTM1(p62)表达升高,自噬活性降低。然而,雷帕霉素(rapamycin )干预后,这种作用被逆转,表明自噬标志物表达水平的增加减轻了动脉粥样硬化。
实战案例2

Fig4.WB analysis of the expression levels of the P62 autophagy-related proteins LC3II: LC3I, Beclin1, and in HCs induced by IL-1β in the presence of VD.
图片来源:10.2139/ssrn.4409349
Liu, P【3】等人为了鉴定Vitamin D(VD)对软骨细胞中自噬活性和自噬相关过程的影响,使用Invent柱式法总蛋白提取试剂盒(SD-001/SN-002)从人软骨细胞(HCs)中提取总蛋白,western blotting检测VD对自噬相关蛋白表达的影响。结果表明,在VD存在下,HCs中自噬相关蛋白的表达增强,Beclin-1蛋白水平和LC 3 II:LC 3 I比率增加,p62蛋白水平降低。
小结
LC3蛋白样品的质量问题不容忽视,使用适合的高效率提取方式是成功的第一步,Invent柱式法动物总蛋白提取试剂盒,使用优化的裂解液配合离心管柱技术,可有效解决蛋白丢失问题,提高低分子量脂化蛋白提取效率,1分钟即可获得真正无丢失的总蛋白。
当然除了提升蛋白样品质量外,LC3检测还需要注意以下几点:
参考文献:
1.Li Q,(2016). Pitfalls of Protein Extraction by RIPA Buffer. BioTechniques 61:327 .doi 10.2144/000114486
2.Chen, X., Cao, Y., Guo, Y., Liu, J., Ye, X., Li, H., ... & Wang, T. (2024). microRNA-125b-1-3p mediates autophagy via the RRAGD/mTOR/ULK1 signaling pathway and mitigates atherosclerosis progression. Cellular Signalling, 111136.
3.Liu, P., Zhou, J., Xu, J., Ruan, G., Ding, C., & Wang, K. Vitamin D Plays a Protective Role in Osteoarthritis by Inhibiting the Nuclear Transcription Factor-κB (NF-κB)-Regulated Adenosine Monophosphate Activated Protein Kinase (AMPK)/Mammalian Target of Rapamycin (mTOR) Signaling Pathway to Activate Chondrocyte Autophagy.