AMPK介导线粒体自噬的分子机制及其调控动物生理健康的作用

刘明1,郑茗卉1,张董燕2(1.北京农学院动物科学技术学院;2.北京市农林科学院畜牧兽医研究所)
摘要:随着中国畜牧养殖转型,从细胞层面探究生理调控机制对保障动物健康、提升生产效益具有重要意义。综述了AMP 激活的蛋白激酶(AMP−activated protein kinase,AMPK)介导线粒体自噬的分子机制及其在动物生理健康中的作用,详细阐述了AMPK 的结构功能、激活机制及其通过直接(如磷酸化MFF、激活TBK1)和间接(调控ULK1、PGC−1α 和mTOR 通路)途径调控线粒体自噬的过程;分析了在营养缺乏、氧化应激及疾病感染等条件下,AMPK 与线粒体自噬的协同保护作用:AMPK 作为细胞内关键的能量感受器,在线粒体自噬维持细胞稳态过程中发挥多维度的重要调控作用。AMPK 不仅可直接调控线粒体自噬,还能通过调节ULK1、PGC−1α 和mTOR 等下游信号通路影响线粒体自噬。探讨了该调控轴对动物肌肉发育、肉品质、抗氧化应激能力及免疫功能的积极影响,以期为通过探究生理调控机制,促进动物健康生长提供科学理论依据。 
关键词:AMPK;线粒体自噬;能量代谢;细胞稳态;动物健康

目录介绍

1 AMPK与线粒体自噬

1.1 AMPK的结构组成

1.2 AMPK激活机制

1.3 线粒体自噬的主要信号通路

2 AMPK介导线粒体自噬途径的作用机制

2.1 AMPK直接调控线粒体自噬

2.2 AMPK通过调节下游信号通路影响线粒体自噬

2.2.1 ULK1信号通路

2.2.2 PGC−1α信号通路

2.2.3 mTOR信号通路

3 应激条件下AMPK与线粒体自噬的协同作用

3.1 营养缺乏应激

3.2 氧化应激

3.3 疾病感染应激

4 AMPK介导线粒体自噬途径对动物健康的影响

4.1 对动物肌肉发育与肉品质的影响

4.2 增强机体抗氧化和抗应激能力

4.3 参与免疫调节和疾病防治

5 结论


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