細胞內的循環再用：自噬與蘿蔔硫素

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包裹、分解、再利用

細胞會分解並再利用受損蛋白質及老舊的內部結構。自噬是負責這種再利用的機制。本文聚焦宏自噬：細胞以雙層膜包裹物質，再送往溶酶體。

溶酶體是細胞內含有消化酶的小區室。自噬收集並運送物質，溶酶體則把它們分解成細胞可再次使用的形式。

1. 01

   雙層膜包裹

   膜在物質周圍延展並閉合，形成稱為自噬體的運輸囊泡。

2. 02

   與溶酶體融合

   自噬體與溶酶體融合，由其中的酶分解蛋白質及細胞結構。

3. 03

   送回可用成分

   分解後的小分子返回細胞質，成為製造新結構的材料或能量來源。

來源 [4]

02

mTOR：調節再利用啟動的訊號

細胞會因應營養狀態調整合成與分解。對營養作出反應的mTORC1支持生長和合成，同時抑制自噬啟動。當這個訊號減弱，再利用較容易開始。

2025年，Plafker等人在培養的人類視網膜色素上皮細胞（RPE-1）加入25 μM蘿蔔硫素。初期，胰島素與mTORC2訊號下降；至8小時，作為mTORC1下游指標的S6磷酸化減少。同時，抑制mTORC1的Sestrin 2增加。

研究人員除了觀察訊號變化，亦測量實際的分解流程。

來源 [2]

03

TFEB：調節負責分解的溶酶體

TFEB在細胞核調節自噬及溶酶體相關基因的表達，統一控制溶酶體的形成和運作所需的基因。

Li等人2021年的論文，以人類子宮頸癌來源HeLa細胞等研究這條路徑。蘿蔔硫素處理後，活性氧（ROS）輕微增加，並與鈣訊號相關。對鈣作出反應的酶鈣調磷酸酶移除TFEB上的磷酸基，使TFEB進入細胞核，增加相關基因的表達。

在這項實驗中，TFEB活化發生於獨立於mTOR抑制的鈣訊號之後。

來源 [3]

04

ERK：在神經細胞研究的另一條路徑

2014年，Jo等人在培養神經細胞加入蘿蔔硫素後，觀察到ERK訊號活化，以及與自噬體膜相關的蛋白質LC3-II增加。預先加入抗氧化物質NAC，則會阻礙這兩項變化，提示ROS–ERK路徑參與其中。

無論降低或增加NRF2含量，自噬反應都沒有改變。在這些培養神經細胞中，ROS–ERK路徑獨立於NRF2運作。

來源 [1]

05

測量囊泡數量與分解流程

自噬體或LC3-II增加，可能是新囊泡形成加快，也可能是後續分解受阻，令囊泡累積。從形成到分解的整段流程稱為自噬通量。

Plafker等人在有無分解抑制劑巴佛洛黴素A1的條件下，比較GFP-LC3訊號。他們從差異推算被清除物質的數量，顯示蘿蔔硫素處理後通量增加。24小時後，溶酶體數量及相關基因表達亦增加。

來源 [2]