Map1lc3b,也称为LC3B,是自噬相关基因ATG8家族的成员之一。LC3B蛋白在自噬过程中起着关键作用,其表达和磷酸化状态可以反映自噬活动的水平。LC3B在自噬体形成和成熟过程中起着核心作用,其脂化形式(LC3B-II)是自噬体膜的一部分。LC3B-II水平的升高通常与自噬活性增强相关,而LC3B-II的降解则表明自噬体与溶酶体的融合以及自噬内容的降解。
在多种疾病中,LC3B的表达和功能与疾病的进展和治疗反应密切相关。例如,在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中,LC3B的表达水平与自噬功能的受损相关[1]。研究表明,TXNIP/VDUP1(硫氧还蛋白相互作用蛋白)的表达上调与自噬功能的受损有关,而TXNIP的缺失则加剧了NASH中的肝脂肪变性、炎症和纤维化,这表明TXNIP可能通过调节自噬来减轻NASH的症状。此外,TXNIP还可以通过与PRKAA(蛋白激酶A的催化亚基α)相互作用,激活自噬相关转录因子EB(TFEB)的核转位,从而促进自噬和脂肪酸氧化(FAO),进而减轻NASH的症状[1]。
在神经炎症中,LC3B的表达水平也与神经小胶质细胞的激活和炎症反应相关[2]。研究发现,CKLF(趋化因子样因子1)可以诱导神经小胶质细胞中的线粒体自噬(线粒体自噬)缺陷,导致线粒体损伤的积累,进而引发神经小胶质细胞的活化和炎症反应。这表明LC3B在神经炎症中可能起着调节作用,其功能受损可能导致神经炎症的发生和发展[2]。
此外,LC3B在神经元缺血性损伤中也发挥着重要作用[3]。研究发现,在急性缺血初期,自噬水平会升高,随后出现溶酶体功能障碍,导致溶酶体存储障碍和突触结构的损伤。这表明自噬-溶酶体系统的功能对维持神经元突触功能至关重要,LC3B在自噬-溶酶体系统中起着关键作用,其功能异常可能导致神经元的损伤[3]。
LC3B在肿瘤细胞中也发挥着重要作用。研究表明,肿瘤细胞在铁死亡过程中存在自噬依赖性铁死亡现象,LC3B的表达水平与肿瘤细胞的铁死亡相关[4]。此外,LC3B还可以通过与LC3相互作用区(LIR)结合,参与调节肿瘤细胞的线粒体动力学和线粒体自噬[6]。
LC3B的表达和功能还与年龄相关性黄斑变性(AMD)的发生发展相关[5]。研究发现,LC3B基因的某些单核苷酸多态性(SNPs)与AMD的发病风险相关,其中rs9903的A等位基因可能增加AMD的发病风险,而rs800292的G等位基因可能具有保护作用[5]。
综上所述,LC3B是一种重要的自噬相关基因,在多种疾病的发生和发展中发挥着重要作用。LC3B的表达和功能与自噬活动、线粒体动力学、神经炎症和肿瘤细胞的铁死亡等生物学过程密切相关。深入研究LC3B的功能和机制,对于理解疾病的发生机制和发展新型治疗方法具有重要意义。
参考文献:
1. Park, Hee-Seon, Song, Ji-Won, Park, Jin-Ho, Won, Young-Suk, Kwon, Hyo-Jung. 2020. TXNIP/VDUP1 attenuates steatohepatitis via autophagy and fatty acid oxidation. In Autophagy, 17, 2549-2564. doi:10.1080/15548627.2020.1834711. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33190588/
2. Wang, Hongyun, Ye, Junrui, Peng, Ye, Zhang, Zhao, Chen, Naihong. 2023. CKLF induces microglial activation via triggering defective mitophagy and mitochondrial dysfunction. In Autophagy, 20, 590-613. doi:10.1080/15548627.2023.2276639. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37908119/
3. Zhang, Xia, Wei, Mengping, Fan, Jiahui, Yin, Yanling, Wang, Wei. 2020. Ischemia-induced upregulation of autophagy preludes dysfunctional lysosomal storage and associated synaptic impairments in neurons. In Autophagy, 17, 1519-1542. doi:10.1080/15548627.2020.1840796. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33111641/
4. Li, Jingbo, Liu, Jiao, Xu, Yinghua, Wang, Xiaoyan, Tang, Daolin. 2021. Tumor heterogeneity in autophagy-dependent ferroptosis. In Autophagy, 17, 3361-3374. doi:10.1080/15548627.2021.1872241. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33404288/
5. Guan, Rui-Juan, Yan, Xin, Li, Ling, Zhang, Xiao-Ying, Yang, Huan-Juan. 2022. Association of CFH and MAP1LC3B gene polymorphisms with age-related macular degeneration in a high-altitude population. In International journal of ophthalmology, 15, 1752-1756. doi:10.18240/ijo.2022.11.04. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36404982/
6. Chen, Ming, Chen, Ziheng, Wang, Yueying, Liu, Lei, Chen, Quan. . Mitophagy receptor FUNDC1 regulates mitochondrial dynamics and mitophagy. In Autophagy, 12, 689-702. doi:10.1080/15548627.2016.1151580. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27050458/