这次夏老师选了一篇由重庆医科大学发表在《Military Medical Research》上的论文,影响因子16.7分。初看文章标题,似乎聚焦于外泌体,但深入阅读后才发现其中另有乾坤(
一篇文章有意思的地方就是在于,文章所包含的这个课题,通过假设和假设的迭代,推理推进这个课题的过程,不清楚假设或者假设迭代的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》
)。
文章的核心内容围绕着大脑缺血再灌注损伤(CIRI)展开,这是一种在缺血再灌注后影响脑功能的继发性损伤。研究团队采用细胞的氧 - 葡萄糖剥夺 / 复氧(OGD/R)模型作为体外验证手段,严谨地探究这一复杂的病理过程。由于急性缺血再灌注往往会引发线粒体裂变损伤以及自噬现象(
自噬是一种常见的细胞死亡过程,而线粒体自噬,则是细胞清除损伤后的线粒体的过程,不清楚线粒体自噬的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列
),因此这些方面成为了研究的重点。
研究开始,团队便观察到在 CIRI 发生后,线粒体裂变显著增多。而线粒体裂变的发生依赖于关键基因 Drp1,于是他们进一步深入分析了 Drp1 的表达变化。结果显示,在 CIRI 发生后,Drp1 的表达量明显上升(
这其实就是归纳法的米勒五法中,求同法的分析,通过两者的相关性,来把Drp1和CIRI结合了起来,不清楚归纳法和米勒五法的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》和《列文虎克读文献》
),这很可能是导致线粒体裂变增多的直接原因,同时,活性氧(ROS)也出现了累积现象。有趣的是,当敲减 Drp1 基因后,这些异常反应均得到了有效抑制。
紧接着,研究团队将目光转向了 CIRI 后的自噬情况,并探究其与 Drp1 之间的关联。令人惊喜的是,他们发现 Drp1 具有促进 CIRI 后自噬体形成的功能(
这里分析了LC3等常见的自噬体形成相关的标志物,LCR和p62是在自噬过程中,包括巨自噬和线粒体自噬中,都常用的靶标,将线粒体等物质包裹形成自噬体的过程,不清楚的话可以去看看《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列
),而且这一作用可以通过使用 Drp1 抑制剂或敲减 Drp1 来逆转。
此时,一个新的问题浮现出来:Drp1 促进的 ROS 生成与促进 P62 的自噬体形成之间究竟存在着怎样的关系呢?为了解答这一疑问,研究人员在 CIRI 后使用 Nac 抑制 ROS,结果发现自噬体的数量也随之降低。此外,鉴于 RIP1/RIP3 通路在自噬通量中扮演着重要角色(
在《信号通路是什么鬼?》中,也曾详细阐述过RIP1/RIP3 通路在坏死性凋亡中的作用,不记得的话,可以回去看看复习下
),研究团队又对 RIP1/RIP3 通路进行了深入分析。
结果表明,Drp1 的磷酸化(
研究中使用了模拟磷酸化激活和模拟磷酸化抑制的突变技术,相关内容在《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列中有介绍过,而这里使用磷酸化位点的突变来进行验证,可以有效地避免肯定后件的逻辑谬误,不清楚肯定后件逻辑谬误的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列
)能够激活 RIP3 的磷酸化,同时促进 RIP1 与 RIP3 的结合。而其他文献也曾指出,ROS 激活 RIP1/RIP3 可能会抑制自噬体与溶酶体的结合。
基于这些发现,研究团队得出结论:CIRI 激活 Drp1 后,能够通过 RIP1/RIP3 通路阻止包含 P62 的自噬体与溶酶体结合(
关于自噬的相关细节,在《信号通路是什么鬼?》系列中有着详尽的讲解,感兴趣的可以自行查阅
),从而导致自噬体降解受阻,数量增多。
那么,对于那些无法被溶酶体降解的自噬体,细胞会如何处理呢?通过电镜分析以及对标记的 P62 进行观察(
P62 作为结合在自噬体上的蛋白,可作为自噬体的标志物,若对此概念尚不清晰,可参考《信号通路是什么鬼?》系列中关于自噬的章节
),研究人员发现,这些无法降解的自噬体会以 “外泌体” 的形式被排出细胞。直到此时,文章才真正涉及到标题中提到的外泌体。
随后,研究团队收集了这些外泌体,并发现用 CIRI 后产生的外泌体处理正常细胞,会激活细胞的炎症反应,并且通过激活 RIP1/RIP3(具体内容可回顾坏死性凋亡相关章节),引发新一轮的自噬阻滞。
这一研究结果十分有趣,CIRI 所带来的叠加伤害大致如此,大概就是这样:
文章的创新之处在于揭示了 Drp1 激活 RIP1/RIP3,并对自噬产生阻滞的机制。而受阻的自噬体通过形成外泌体,进一步加剧了原有的 CIRI 损伤。总体而言,这篇文章极具研究价值和启发性。明天,我们将详细剖析这篇文章的更多细节。
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科研并不一定要这么无聊又尴尬
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