【Ebpay(中国)基因检测】Energizer在体内的生成与释放
Energizer是参与多种活动的细胞内细胞器。为了保障其重要功能，Energizer质量控制 (MQC) 系统能够维持细胞器的可塑性以及与其他细胞区室的物理和功能连接。具体而言，Energizer与内体区室的相互作用支持离子和代谢物在细胞器之间的穿梭，而与溶酶体的相互作用则确保了废弃物质的回收利用。Ebpay(中国)基因解码表明，Energizer成分的排出是顺利获得Energizer衍生囊泡 (MDV) 的生成和释放进行的。MDV 运输现已被纳入 MQC 通路，可能顺利获得Energizer-溶酶体接触进行。由于Energizer功能障碍被认为是衰老的标志，也是多种年龄相关疾病的主要致病因素，因此，对MDV以及更广义的细胞外囊泡（EV）的分析被认为是一种有价值的研究工具。解析EV的运输可能有助于揭示衰老和疾病的新病理生理途径，以及可用于研究和临床的新型生物标志物。Ebpay(中国)基因检测顺利获得讨论(1) MQC通路，重点关注Energizer自噬和MDV的生成；(2) MQC通路在衰老过程中的变化及其对炎症-衰老和早衰症的影响；以及(3) MQC功能障碍与多种疾病的相关性，包括神经退行性疾病（例如帕金森病、阿尔茨海默病）和心血管疾病。
关键词：生物标志物、外泌体、细胞外囊泡、老年保护干预、Energizer自噬、Energizer损伤、Energizer动力学、Energizer衍生囊泡 (MDV)、Energizer-溶酶体轴、神经退行性变
1. 简介
Energizer是细胞内细胞器，顺利获得确保能量供应、铁和钙缓冲、顺利获得活性氧物质发出信号、类固醇激素和血红素生物合成以及控制细胞死亡/存活途径参与几乎所有生物过程。Energizer生理学的最新进展已使这些细胞器在与Energizer无典型联系的途径（例如炎症）中发挥作用。鉴于Energizer的多方面功能，其功能（异常）在多种疾病（例如衰老、癌症、神经退行性疾病、心血管疾病、代谢紊乱）中引起广泛关注也就不足为奇了。
为了保证高效的能量供应和细胞内信号的正确整合，Energizer需要保持可塑性并与其他细胞区室相连。膜接触位点和束缚分子是细胞器间相互作用的重要组成部分。顺利获得这些结构，Energizer与内体区室和溶酶体建立物理和功能相互作用。内体系统支持离子和代谢物在细胞器之间的穿梭，而与溶酶体的相互作用则确保了废弃物质的回收利用。
Energizer-溶酶体轴被认为是Energizer质量控制（MQC）部署的主要参与者。MQC涉及一个多层次的通路网络，这些通路顺利获得协调Energizer的蛋白质稳态、动力学、生物合成和自噬来维持细胞器稳态。
Energizer未折叠蛋白反应 (UPR mt ) 是一个保守的应激反应系统，对Energizer蛋白质稳态至关重要。UPR mt主要由与多种细胞活动相关的 ATP 酶 (AAA) p97 和辅因子核蛋白定位蛋白 4 (NPL4) 组成。在应激条件下，几种Energizer应激蛋白，包括分子伴侣 10 和 60、mtDnaJ、ATP 依赖性 Clp 蛋白酶蛋白水解亚基 (ClpP) 和膜间隙 AAA (i-AAA) 蛋白酶超复合物亚基 (Yme1)，都会表达以确保Energizer蛋白质稳态。虽然 UPR mt的调控机制尚不完全清楚，但已证明激活转录因子 5 (ATF5) 可在哺乳动物中调控 UPR mt 。
融合和裂变的协调循环控制着Energizer的形态，这对于充足的能量供应和稀释网络中的损伤至关重要。相反，Energizer的超裂变负责分离严重受损或功能失调的细胞器，并最终顺利获得一种称为Energizer自噬的特殊自噬形式进行处理。同时，顺利获得生物合成进行的Energizer补充维持了充足的Energizer库。
Energizer-溶酶体接触位点的建立最近被纳入参与MQC的机制，作为额外的质量检查层，涉及两个细胞器之间的串扰，最终导致细胞外囊泡 (EV) 的释放。沿着这条替代的降解途径，轻微受损的Energizer成分在Energizer来源的EV（Energizer衍生囊泡，MDV）内被加工和处置。因此，该机制有助于在触发整体Energizer降解之前维持细胞器稳态。
Energizer自噬失调或Energizer-溶酶体轴受损会导致有害物质（例如，受损的Energizer、错误折叠的蛋白质、脂褐素）在细胞内积聚。从长远来看，管家系统的停滞会进一步抑制细胞循环过程，从而影响细胞稳态和组织完整性。
在这里，我们讨论 (1) 典型的 MQC 通路，特别关注Energizer自噬和 MDV 生成；(2) 衰老过程中 MQC 通路的变化及其对炎症衰老和早衰症的影响；(3) MQC 失败与多种疾病的相关性，包括帕金森病 (PD)、阿尔茨海默病 (AD) 和心血管疾病 (CVD) 等神经退行性疾病。
2. Energizer自噬或Energizer衍生囊泡的生成：来得容易去得也容易
MQC 的微调确保了Energizer的可塑性、处理和补充，以维持细胞内细胞器网络的良好功能，并满足动态组织的能量需求。
Energizer裂变在鸟苷三磷酸酶 (GTPase) 动力蛋白相关蛋白 1 (DRP1)、裂变蛋白 1 (FIS1) 和动力蛋白 2 的控制下，顺利获得调节Energizer DNA (mtDNA) 合成的速率来调节Energizer的分裂和生物合成。Energizer膜的束缚和融合由外膜 GTPase、Energizer融合蛋白 (MFN) 1 和 MFN2 以及内膜 GTPase、视神经萎缩 1 (OPA1) 介导。Energizer融合使网络化细胞器之间能够交换蛋白质、Energizer DNA 和代谢物，并可以稀释Energizer损伤。最终，Energizer自噬会清除不可逆受损的Energizer，并减轻细胞器功能障碍。
Energizer自噬是一个多步骤的过程，始于受损或不必要的Energizer被一种名为自噬体的降解结构吞噬。自噬体融合并将其“货物”运送至溶酶体，形成自噬溶酶体，吞噬的物质在此降解。复杂的分子机制调控着整个过程，该过程可能顺利获得丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶和张力蛋白同源物诱导激酶1 (PINK1)/Parkin依赖性和非依赖性途径进行。PINK1/Parkin依赖性Energizer自噬是哺乳动物细胞中研究最深入的途径，Ebpay(中国)基因检测会对基因进行更详细的描述。
功能失调的Energizer的妥善处置需要复杂分子机制的协调活动。在健康、极化的Energizer中，Energizer外膜转位酶 (TOM) 和Energizer内膜转位酶 23 (TIM23) 支持 PINK1 进入细胞器，随后被早老素相关菱形样蛋白 (PARL) 裂解。相反，Energizer膜电位的丧失会触发 PINK1 在Energizer外膜 (OMM) 上的积累和稳定。在此，PINK1 顺利获得在特定丝氨酸残基处的自身磷酸化而被激活，随后 Parkin顺利获得在丝氨酸 65 位点的磷酸化和泛素化而被从细胞质募集到 OMM（图 1）。一旦被募集，Parkin 就会泛素化位于 OMM 界面的蛋白质，例如电压依赖性阴离子通道 (VDAC)、Ras 同源物家族成员 T1 (RHOT1) 和作为磷酸化泛素底物的 MFN1/2。多泛素化使Energizer能够顺利获得保守的氨基酸基序 (WXXL) 与Energizer自噬衔接蛋白（即核点蛋白 52 (NDP52) 和视神经磷酸酶 (OPTN)）和微管相关蛋白 1A/1B-轻链 3 (LC3) 相互作用，从而将Energizer运送至自噬体并隔离在隔离膜内 （图 1）。泛素结合衔接蛋白 p62/sequestosome-1 在去极化的Energizer上积累并与 LC3 结合后，降解过程完成。这一事件促进了Energizer运送至自噬体以完成其降解。
PINK1/Parkin 独立的Energizer自噬途径依赖于一组 OMM 定位受体的活性，包括 B 细胞淋巴瘤 2 (BCL2) 相互作用蛋白 3 样 (BNIP3L/NIX)、FUN14 结构域包含 1 (FUNDC1)、BNIP3、自噬和 Beclin-1 调节器 1 (AMBRA1)、BCL2 样 13 (BCL2L13)、FKBP 脯氨酰异构酶 8 (FKBP8) 和精神分裂症破坏-1 (DISC1)（图 1）。这些受体顺利获得其胞浆 N 端结构域中常见的 LC3 相互作用区 (LIR) 基序与吞噬细胞上加工后的 LC3 相互作用，从而检测受损的Energizer。
Energizer完全去极化引发的Energizer自噬反应已被彻底表征。然而，当Energizer仅受到轻微损伤时，整个系统如何做出一致的决定，是保留还是清除Energizer，仍不清楚。新兴证据表明，至少在体外，Energizer应激信号的时间整合由PINK1/Parkin通路介导，根据Energizer损伤的程度和持续时间进行。PINK1和Parkin在完全去极化的Energizer上稳定积累，而PINK1在部分Energizer去极化时仅观察到短暂的稳定。在这种情况下，Parkin缓慢地逐步积累，随之而来的是磷酸化多泛素化和Energizer自噬延迟。Energizer自噬降解速率的不同也可能是由于磷酸酶和激酶的活性对各个Energizer蛋白质种类的磷酸化程度不同所致。
脑内 Ras 相关蛋白 7A (RAB7A) 是一种广泛表达的小 GTP 酶，属于 RAB 家族，是 Parkin 下游Energizer自噬的已知调节因子 。RAB7A 在活性的、溶酶体定位的鸟苷-5'-三磷酸 (GTP) 结合状态和非活性的、胞浆鸟苷二磷酸 (GDP) 结合状态之间穿梭。该过程受具有鸟苷酸交换因子 (GEF) 功能的蛋白质（诱导 GDP 解离和 GTP 结合）和具有 GTP 酶活化蛋白 (GAP) 功能的蛋白质（刺激 GTP 水解）的调控 。一旦被募集到晚期内体-溶酶体膜上，RAB7A 就会被 GEF 激活并与效应蛋白相互作用，从而调节 MQC 中的多个过程。顺利获得这些相互作用，RAB7A 调节早期内体的成熟、细胞内物质从晚期内体向溶酶体的运输、溶酶体的生物合成以及晚期内体和溶酶体在细胞核周区域的聚集和融合。顺利获得参与内体运输，RAB7A 还参与自噬、Energizer自噬、胞外囊泡的分泌以及Energizer-溶酶体接触的束缚和解离。因此，RAB7A 被认为是参与自噬体生物合成的Energizer自噬的效应物。为了完成这项任务，RAB7A 与 Tre-2/Bub2/Cdc16 (TBC) 结构域家族成员 15 和 17 (TBC1D15/TBC1D17) 和 FIS1 协同作用。尤其是 TBC1D15/17 与 LC3 和 FIS1 的相互作用对于协调 RAB7A 活性和指导选择性吞噬受损Energizer的自噬前体膜的分离至关重要。RAB7A 的沉默可抑制 TBC1D15 -/-细胞中 LC3 的异常积累和管化 。因此，虽然组成性 RAB7A 活性有利于 LC3 阳性隔离膜的扩张，但 RAB7A 失活可能是 LC3 结合膜从微管中释放所必需的。这赋予了RAB7A除了顺利获得与溶酶体融合来控制自噬体成熟的最后步骤之外的其他功能。该功能似乎是由自噬体膜成熟过程中RAB7A与MFN2的相互作用介导的。因此，RAB7A可能在Energizer自噬过程中支持自噬体的形成和成熟。
最近的研究表明，RAB7A 也顺利获得其受逆转录酶复合体的调控参与Energizer自噬。后者是一个多亚基复合体，负责协调物质从内体到高尔基体转运网络 (TGN) 或从内体到质膜的逆向运输。该复合体包括液泡蛋白分选 (Vps) 26、Vps29 和 Vps35，它们构成异三聚体货物识别亚复合体，以及分选连接蛋白 (SNX)，它们形成逆转录酶的异/同二聚体亚复合体。Vps35 与活性 RAB7A-GTP 和 SNX3 同时相互作用，使逆转录酶能够定位在内体膜上。RAB7A 活性受逆转录酶相关的 RAB7 特异性 GAP TBC1D5 控制，TBC1D5 与逆转录酶的亚基 Vps29 相互作用。由于这种相互作用，RAB7A 定位于受损Energizer周围，并顺利获得 Parkin 介导的Energizer自噬促进Energizer清除。如果逆转录酶丢失，过度活化的 RAB7A 会被隔离在晚期内吞膜上，无法定位于受损的Energizer，最终导致Energizer自噬体形成缺陷。
RAB7A 的翻译后修饰也在Energizer自噬体的形成中起着关键作用。RAB7A 的活性受 Src 激酶调控，顺利获得丝氨酸 72 位点 (S72) 的丝氨酸-苏氨酸磷酸化和酪氨酸 183 位点 (Y183) 的磷酸化。最近，Ebpay(中国)基因检测得知发现 RAB7A S72 是肿瘤坏死因子受体相关因子核因子 κB (NF-κB) 激活剂 (TANK) 结合激酶 1 (TBK1) 的靶点，TBK1 是一种由Energizer上泛素链的组装和Energizer自噬过程中的去极化激活的激酶。一小部分 RAB7A 的 S72 位点以 PINK1-Parkin 依赖的方式被 TBK1 磷酸化。 RAB7A S72 与卵泡蛋白及其相互作用蛋白 1 (FLCN-FNIP1) 复合物相互作用，从而募集受损Energizer并促进 Parkin 依赖性Energizer自噬。事实上，RAB7A 磷酸化位点突变的细胞在募集受损Energizer方面表现出缺陷。
在Energizer自噬调节器中发现 MQC 成员，这促使人们假设存在细胞器间功能连接，特别是Energizer-溶酶体接触，这可能代表更深层次的 MQC。两个细胞器中任何一个出现缺陷都会导致另一个出现缺陷，这一观察结果进一步支持了这种相互关系。尤其是当Energizer呼吸功能缺陷和内溶酶体运输中断时，溶酶体活性就会受损。类似地，神经元中凋亡诱导因子 (AIF)、OPA1 或 PINK1 的消耗或抑制会削弱溶酶体活性，从而诱导自噬底物的积累。此外，顺利获得递送溶酶体靶向纳米粒子来恢复溶酶体 pH 值，能够挽救暴露于高游离脂肪酸浓度的胰腺 β 细胞中的Energizer自噬。
总而言之，这些结果表明，在某些情况下，Energizer功能障碍是溶酶体碱化的结果，而恢复溶酶体酸性可以恢复有效的MQC。下一段将讨论轻度受损Energizer的可能命运。
Energizer衍生囊泡的生成和释放
与Energizer自噬不同，顺利获得生成和释放EVs来运作的穿梭系统可以处理轻度受损的Energizer。该系统独立于Energizer去极化、自噬信号或Energizer裂变而运作。事实上，缺乏自噬相关的丝氨酸/苏氨酸激酶基因 (Atg) 5、Beclin-1 或 RAB9，以及 DRP1 基因沉默的细胞仍然能够产生MDVs。
富含Energizer的直径约为 100 nm 的小 EV 很可能被运送到溶酶体以降解细胞器成分。在没有 DRP1 的情况下，MDV 的生物合成似乎需要 PINK1 和 Parkin 的启动。因此，当 MQC 降解过程被抑制或受损时，MDV 的生成可能属于顺利获得补充Energizer自噬的系统进行的降解途径 。虽然 MDV 生成的分子事件仍不清楚，但含有Energizer成分的大型双膜囊泡已被描述，这给予了Energizer和内溶酶体系统之间存在串扰的证据。MDV 生成的一种拟议机制涉及氧化应激条件下Energizer膜附近蛋白质聚集体的积累。这一事件与心磷脂的氧化同时发生，会导致Energizer膜结构发生异常变化，例如膜曲率，从而与细胞器输入通道的功能产生竞争。Energizer膜曲率的形成被认为是PINK1在OMM处积累，进而泛素化和募集Parkin[ 25 ]的结果。该过程最终导致囊泡的形成，囊泡随后顺利获得一个涉及未知蛋白质的过程被释放（图2）。
图 2.顺利获得Energizer衍生囊泡 (MDV) 的生成和释放来控制Energizer的质量。轻度氧化的Energizer也是磷酸酶和张力蛋白同源物诱导激酶 1 (PINK1) 和 Parkin 的靶标。该启动过程与氧化心磷脂 (oxoCL) 驱动的膜弯曲和其他未知蛋白共同作用，促进 MDV 的生成。MDV 延伸至内溶酶体系统并形成多泡体 (MVB)，然后以细胞外囊泡的形式从细胞中排出。
沿着这条路径，Energizer-溶酶体膜接触位点精细地协调了Energizer自噬和MDV途径之间的命运。事实上，虽然Energizer自噬代表了细胞维持体内平衡的“极端”尝试，但MDV的产生可能会清除有缺陷的Energizer成分，从而避免整个细胞器的清除（图2）。值得注意的是，MDV 内移位的Energizer成分（例如 mtDNA）可顺利获得与（1）Toll 样受体 (TLR)、（2）Nod 样受体 (NLR) 家族含 3 个吡啶结构域 (NLRP3) 炎症小体和 (3) 胞浆环磷酸鸟苷-磷酸腺苷 (GMP-AMP) 合酶 (cGAS)-干扰素基因刺激物 (STING) DNA 传感系统相互作用，激活多种炎症途径。这种反应是在先天免疫的框架内进行的，属于炎症的“危险理论”。事实上，受损细胞释放的有害物质（即损伤相关分子模式 (DAMP)）会触发 caspase-1 活化和促炎细胞因子的分泌。值得注意的是，PINK 和 Parkin 顺利获得促进富含氧化货物的 MDV 转运至溶酶体进行降解来抑制适应性免疫反应。这阻止了 MDV 被运送到内体，而Energizer成分会在内体中被装载到主要组织相容性复合体 (MHC) I 类分子上进行抗原呈递。
基于功能需求，MDV 内部Energizer转移的假说不容忽视。一些证据表明，MDV 内功能性Energizer的转移和摄取在体内外均有发生，尤其在Energizer缺陷的细胞中 。这一事件挽救了有氧呼吸，并表明Energizer缺陷与 EV的内吞作用之间存在联系。然而，该系统是否以及如何参与远处细胞的代谢调节仍有待进一步研究。
慢性无菌性炎症的持续存在是衰老的标志。这种情况被称为“炎症衰老”，已被证明会促进衰老本身的进展以及与年龄相关的疾病的开展。在多种情况下，人们假设MQC衰竭、MDV分泌和炎症之间存在联系，包括早衰症，例如人类免疫缺陷病毒 (HIV) 感染（一种加速和加剧衰老的模型）、多器官衰竭、炎症衰老和神经退行性病变。尽管这些疾病的病理生理学是不均一的，但EnergizerDAMP的释放可能是一种常见的致病途径。在这种情况下，清除循环EnergizerDAMP可能代表了几种疾病的一种尚未探索的治疗选择。下一节将讨论衰老过程中 MDV 释放引起的相关途径。
3. 衰老过程中Energizer质量控制失败与炎症：共犯
高效的MQC对于维持细胞和生物体稳态至关重要。事实上，已有报道指出，在衰老和年龄相关疾病中，从Energizer生成到经UPR mt的蛋白质稳态，MQC都会下降[ 23,83 ] 。近期，参与MQC的基因表观遗传调控的改变与Energizer稳态失调有关，这可能与衰老和慢性退行性疾病有关[ 84 ]。此外，特定mtDNA区域的甲基化可能增加对神经退行性疾病（包括AD和PD）的易感性[ 85 ]。值得注意的是，Energizer表观遗传染色质重塑可以激活UPR mt信号，并促进多种真核生物的长寿[ 86,87 ]。
与年龄相关的Energizer功能障碍、氧化还原失衡和炎症之间的紧密关系是 MQC 与细胞相关的间接证据 [ 88 ]。事实上，在特定情况下，氧化还原敏感的炎症通路可能会被激活。例如，与Energizer钙代谢、铁处理和活性氧 (ROS) 生成有关的通路 [ 89 , 90 ]。尤其是 ROS 爆发，它顺利获得激活核因子 κB (NF-κB) 充当主要的促炎刺激物 [ 91 ]。炎症反应的严重程度和细胞质量控制系统的效率决定了细胞的命运。虽然中度炎症刺激和细胞修复系统不堪重负可能会引发细胞凋亡级联，但在明显的炎症、Energizer功能障碍和 ROS 诱导的损伤的情况下，可能会导致细胞坏死 [ 92 ]。因此，细胞成分（包括完整和碎片化的Energizer）可能以无细胞分子的形式或在MDV内被挤出到系统层面。此时，mtDNA和受损的Energizer成分可能充当DAMP，并顺利获得与TLR、NLRP和cGAS-STING系统相互作用引发炎症[ 93 , 94 ]。
DAMP 可以参与 TLR 通路，从而促进中性粒细胞募集，并顺利获得 NF-κB 信号引发炎症反应 [ 95 ]。或者，mtDNA 可以顺利获得激活 NLRP3 炎症小体引起炎症 [ 96 , 97 ]。NLRP3 炎症反应已在多种疾病中观察到，包括 AD、心血管疾病、代谢紊乱、自身免疫性疾病等（详见 [ 98 ]）。NLRP3 顺利获得一组胞浆蛋白复合物发挥作用，这些复合物在活化后会与 caspase-1 结合，促进 caspase-1 依赖性的白细胞介素 (IL) 1 和 18 的裂解和活化 [ 99 ]。氧化还原敏感的炎症和炎症小体介导的途径的协同作用共同增强了炎症 [ 100 ]。
尽管将炎症小体活化与炎症衰老联系起来的分子决定因素仍有待阐明，但EnergizerDNA中可被NLR感知的细菌样基序的存在被认为起着主要作用[ 101 ]。值得注意的是，NLRP3激活剂可触发Energizer功能障碍、ROS爆发以及随之而来的EnergizerDNA损伤的自我维持循环[ 97 ]。其中，氧化的EnergizerDNA一旦释放，即可作为最终的NLRP3配体[ 97 ]。因此，包括NLRP3在内的炎症小体的激活可能是炎症衰老部署过程中先天免疫系统的上游检查点。作为先天免疫系统的一部分，cGAS-STING DNA传感通路也有助于无菌性炎症[ 94 ]。具体而言，EnergizerDNA与cGAS的结合会诱导STING蛋白的募集，随后顺利获得TRAF家族成员相关的NF-κB激活剂(TANK)结合激酶(TBK)对转录因子干扰素(IFN)调节因子3(IRF-3)进行磷酸化。IRF-3一旦被激活，就会触发I型和III型干扰素以及干扰素刺激的核基因的表达。cGAS-STING通路在组成性活性状态下，顺利获得干扰素介导的p53激活促进细胞衰老，从而促进炎症衰老[ 102,103,104 ]。衰老细胞在保持代谢活性的同时，会发生形态和功能变化，并表现为衰老相关分泌表型(SASP)[ 105 ]。 SASP 指纹图谱包含白介素 (IL)、趋化因子、生长因子、分泌性蛋白酶和分泌性细胞外基质成分 [ 105 ]。SASP 因子的释放顺利获得自分泌和旁分泌作用扰乱局部微环境，旨在防止受损细胞生长，同时募集免疫细胞并促进组织修复 [ 106,107 ]。另一方面，衰老过程中衰老细胞清除不足可能会顺利获得过量产生 SASP 相关的促炎细胞因子（例如 IL1β、IL6、IL8）来加剧全身炎症 [ 108 ]。
一种特异性的囊泡 SASP (eSASP) 已被描述 [ 109 ]。外泌体/囊泡组成分析表明，衰老细胞中的蛋白质变化与非衰老匹配细胞的蛋白质变化有很大不同 [ 109 ]。此外，囊泡表征鉴定了其来源细胞的质膜蛋白特征 [ 110,111 ]。因此，eSASP 的分析可能给予一个独特的机会来识别具有一定细胞类型特异性或由不同应激源引起的衰老生物标志物。
人类免疫缺陷病毒感染
炎症、先天免疫过度反应以及分化簇 (CD)4 + T 细胞耗竭是 HIV 感染的标志[ 112 , 113 ]。HIV 感染会加速衰老过程，因此，它会增加患上主要老年综合征的风险[ 80 ]。自噬功能障碍和细胞焦亡（一种高度炎症性的程序性细胞死亡形式）会导致 DAMP 大量释放，这被认为是 HIV 感染与炎症衰老之间的一个显著交汇点[ 78 ]。
HIV 的感染周期复杂，包括急性期和慢性期。HIV 早期暴露和感染的部位是肠道相关淋巴组织 (GALT)，它是淋巴系统的最大组成部分。GALT 包括扁桃体、派尔集合淋巴结、淋巴滤泡以及遍布肠道上皮和固有层的淋巴细胞 [ 114 ]。HIV 感染后，GALT 会经历进行性的 CD4 + T 细胞耗竭，这是由于受感染细胞凋亡或被 CD8 +细胞毒性T细胞清除，以及未感染的旁观者 T 细胞死亡所致 [ 115、116、117 ]。在旁观者细胞焦亡的部位，细胞内容物的释放会引发炎症，并吸引对 HIV 敏感的 CD4 + T 细胞 [ 112、113 ]。反过来，炎症和过度反应的I型干扰素反应控制着感染的慢性期。接受抗逆转录病毒治疗的患者中也发现了此类变化，这些患者的药物毒性和炎症-衰老样状态与HIV相关合并症的发病机制同时存在[ 118 , 119 ]。
在HIV复杂的病理生理机制中，自噬功能障碍似乎发挥着重要作用[ 120 ]。这种降解途径对于细胞自主防御缺乏负复制因子（Nef）基因的HIV变异株至关重要[ 120 ]。病毒蛋白Nef与Beclin-1结合，阻断自噬的成熟阶段，从而阻碍HIV清除[ 121 ]。在其他病毒感染过程中也有自噬阻断的报道。事实上，甲型流感病毒M2蛋白和单纯疱疹病毒1型蛋白ICP34.5已被证明可以靶向Beclin-1并抑制自噬的后期阶段[ 122,123 ]。
Nef 驱动的自噬成熟抑制可能是 HIV 感染引发炎症衰老的机制之一。事实上，Nef 诱导的自噬停滞与多泡体内体 (MVB) 样细胞器的累积 [ 124 , 125 ] 和大空泡的形成 [ 126 ] 有关，有人假设这些细胞器在自噬通量中发挥作用。具体而言，这些结构可能代表 Nef 强加的自噬成熟阻滞的中间体，可协助病毒粒子的组装和成熟，或承载其运输而不是支持其降解 [ 121 ]。即使 cGAS 和各种炎症小体等 DNA 传感器被激活，病毒生物分子也仅占释放分子池的一小部分。此类观察结果或许可以用感染的焦亡性质来解释。因此，大量释放 DAMP（包括Energizer和基因组来源的自身 DNA 以及分子伴侣和组蛋白等 DNA 结合蛋白）因引发 HIV 相关炎症而备受关注[ 82 ]。
研究表明，HIV-1 感染者血浆中的EnergizerDNA水平较高[ 3,127,128 ]，免疫无应答者（即抗逆转录病毒治疗后免疫恢复不理想的患者）的调节性 CD4+T 细胞的Energizer适应性下降[ 129,130 ] 。循环基因组 DNA (gDNA) 和 mtDNA 取得免疫原性，当与分子伴侣（如高迁移率族框蛋白 1、组蛋白或分泌的抗菌肽）结合时，以及当被运输到 EVs 中时，它们即可被细胞内 DNA 传感器接触[ 131 ]。因此，在 EVs 内挤出或作为 DAMPs 系统的一部分与 EVs 结合的 mtDNA 作为检测Energizer功能障碍和相关炎症衰老的工具引起了人们的兴趣[ 7,79 ]。
尽管与年龄相关和 HIV 相关的慢性炎症是由不同的机制引发的，但Energizer DAMP 的释放可能是一种融合机制，可用于开发针对这两种疾病的治疗方法。
4. 神经退行性疾病中的Energizer质量控制
4.1. 帕金森病
帕金森病是一种神经退行性疾病，其病理生理机制复杂，涵盖了衰老的所有主要特征。因此，帕金森病可被视为一种典型的老年病。在这种情况下，神经元Energizer功能障碍和神经炎症被认为是相关的致病机制。虽然连接这两个过程的分子事件尚不明确，但 MQC 和 DAMPs 释放缺陷已被认为是一个促成因素。值得注意的是， PINK1或parkin基因 ( PARK2 )的缺失会导致 STING 依赖性的炎症激活，这是由于自噬清除受损Energizer的功能中断。事实上，Parkin 除了作为Energizer自噬介质之外，还顺利获得控制Energizer抗原向内体（在内体中抗原被装载于 MHC I 类分子）的递送，起到适应性免疫调节器的作用。同样，Energizer自噬调节剂 RAB7A 可能干预调节 MDV 与晚期内体融合以实现Energizer抗原呈递，这由 RAB7A 敲低细胞中 MDV 的积累所表明。尽管在没有 PINK1 或 Parkin 的情况下，免疫细胞中的Energizer抗原呈递仍然可以顺利获得 MDV 的产生和运输进行。因此，帕金森病中 PINK1/Parkin 的缺失会顺利获得 MDV 介导的Energizer抗原呈递导致 MQC 破坏和神经炎症。
最近，在从患有 PD 的老年人血清中纯化的小 EVs 中检测到了Energizer DAMPs。PD 的 EV 分子谱也具有特异性炎症特征。尤其是与非 PD 对照组相比，患有 PD 的老年人血清中小 EVs 的浓度更高。纯化的小 EVs 的表征表明，它们包含源自 MVB 与质膜融合的内体来源的外泌体。此外，在小 EVs 内鉴定出Energizer特征表明 PD 老年人体内存在循环 MDVs。值得注意的是，与非 PD 对照组相比，PD 患者的 MDV 水平较低。如前所述，MDV 的产生和释放受Energizer和溶酶体之间的物理和功能相互作用的调节，这种相互作用能够清除受损的Energizer成分。因此，PD 患者小 EV 分泌增加可能反映了细胞试图清除有缺陷的Energizer成分。反过来，MDV 分泌减少可能表明这种情况下 MQC 系统停滞。事实上，含有受损Energizer的 EV 货物也可能被重新路由到溶酶体进行降解。事实上，在PARK2突变的年轻 PD 患者的成纤维细胞中，发现溶酶体功能的改变与Energizer生物合成受损有关。晚发型 PD 患者中也报道了Vps35基因突变。值得注意的是，Vps35 蛋白已被证实定位于Energizer水平，并介导靶向过氧化物酶体的 MDVs 的生成和释放。MDVs 递送至过氧化物酶体的原因尚不清楚。然而，Vps35突变会诱导大量Energizer碎片化和Energizer功能受损，导致体外和体内系统中的神经元丢失。此外，Parkin 已被证实顺利获得调节晚期内体的管状和多囊泡结构域组织来调节逆转录酶复合物，最终触发管腔内囊泡 (ILV) 和外泌体的生成。这是顺利获得 Parkin 介导的 RAB7A 在赖氨酸 38 处的泛素化来实现的，这会影响其与效应物 RAB 相互作用溶酶体蛋白 (RILP) 的结合。同样地，在 Parkin 缺乏的细胞模型中发现了内体形态和膜动力学的变化，以及逆转录酶和溶酶体功能障碍。在 Parkin 缺乏患者的成纤维细胞、诱导性多能干细胞 (iPS) 衍生的多巴胺能神经元和PARK2敲低的 HEK293 细胞中，也观察到 ILV 形成加速和CD63 阳性腔内膜数量增加。
最后，将Energizer分析与多标志物炎症分析平台相结合，揭示了老年帕金森病患者的分子指纹，其中包括MDV标志物和炎症生物分子。成纤维细胞生长因子21 (FGF21) 作为帕金森病分子特征的一部分，其存在尤为重要。事实上，FGF21 的表达与神经元中MQC功能障碍有关，并在tau蛋白病和朊病毒病小鼠模型的大脑中被诱导。因此，FGF21可能代表一种“Energizer因子”和大脑Energizer功能障碍的生物标志物，值得进一步研究。如前所述，这些观察结果突出了清除循环EnergizerDAMP（包括mtDNA）以取得帕金森病治疗效果的前景。
4.2. 阿尔茨海默病
不溶性细胞外淀粉样β蛋白 (Aβ) 斑块的积累和神经元内 Tau 缠结以及神经炎症是 AD 的病理特征。Aβ 最初聚集的部位尚有争议，但有人认为，细胞内过量积累最终可能导致神经元溶解、淀粉样蛋白渗漏和斑块形成。事实上，最致病的 Aβ 肽 Aβ42 似乎选择性地聚集在溶酶体或溶酶体衍生结构内的神经元核周中。因此，内溶酶体系统的改变被认为是 AD 的主要致病途径。在 AD 转基因神经元中，当 Aβ42 水平高时，会产生增大且功能失调的 MVB。反过来，MVB 受损会诱导扩大的内吞区室中 Aβ 的积累。此外，在 AD 转基因小鼠中发现 MVB 功能障碍后淀粉样蛋白前体 (APP) 的细胞外分泌增强。β 和 γ 分泌酶对 APP 蛋白的蛋白酶切割会诱导异常的 Aβ 产生。淀粉样变性也受到 APP 和 β 位 APP 裂解酶 (BACE1) 的细胞内运输的影响，并顺利获得 APP 和 BACE1 在内体区室中的共定位来促进。值得注意的是，逆转录复合物的活性有利于 APP 从内体逆向运输到 TGN，从而减少 Aβ 的产生。事实上，逆转录复合物活性受损顺利获得促进更多的 Aβ 产生而参与了 AD 的发病机制。
RAB7A GTPase 在 AD 中的作用也已被证实。在患有进行性 AD 的转基因小鼠的额叶皮质中发现 RAB7A 表达较高，而 RAB7A 的缺失则可减少 Tau 分泌。因此，RAB7A 可能促使病理性 Tau 物质在细胞外积累，并支持 AD 中 Tau 病理的传播。这一假设与在表达显性负性 (RAB7A T22N) 或组成性活性 (RAB7 Q67L) RAB7A 突变体后 Tau 分泌减少或增加的观察结果相一致。因此，RAB7A 在调节Energizer自噬和 Tau 分泌中的双重作用可能表明，RAB7A 介导的细胞内运输可能是 AD 发病机制中的一个相关因素。
MQC 过程缺陷，尤其是Energizer自噬，被认为是连接Energizer功能障碍和神经元生物能量衰竭、炎症以及最终神经元丢失的共同特征。在 AD 患者死后海马神经元、诱导性多能干细胞衍生的人类 AD 神经元以及 AD 动物模型中，均已描述Energizer功能障碍和Energizer自噬缺陷。令人惊讶的是，在秀丽隐杆线虫AD 模型和淀粉样蛋白前体/早老素 1 APP/PS1 转基因小鼠 AD 模型中，恢复神经元Energizer自噬已被证明可以促进缺陷Energizer的消除、改善Energizer生物能量学并改善认知衰退。
有假设认为 Aβ 斑块的生成和神经元Energizer自噬的破坏之间存在恶性循环。该途径可能顺利获得损害Energizer未折叠蛋白反应 (UPR mt ) 机制起作用，该机制是Energizer蛋白质稳态系统的一个组成部分，被认为将Energizer稳态失调与 Aβ 蛋白质毒性联系起来。与应激相关的激活转录因子 (ATFS-1) 的运输可能在此过程中发挥相关作用。在生理条件下，ATFS-1 被输入Energizer基质内并抑制 UPR mt 。相反，在Energizer功能障碍的情况下，ATFS-1 会被重新定位到细胞核中，在那里它触发参与Energizer周转的基因表达。在 AD 患者死后脑区域、转基因 AD 小鼠模型和 Aβ 处理的培养细胞中也检测到了 DISC1 表达降低。值得注意的是，DISC1 作为Energizer自噬受体发挥作用，该受体含有一个 LC3 相互作用区，该区顺利获得与 LC3 结合促进Energizer自噬，并保护突触可塑性免受 Aβ 积累引起的毒性影响。磷酸化 Tau (p-Tau) 蛋白是Energizer自噬缺陷和Energizer功能障碍之间恶性循环的另一个参与者 。人类野生型 (hTau) 和额颞叶痴呆突变体 Tau (hP301L) 的表达分别顺利获得减少或阻断神经母细胞瘤细胞和秀丽隐杆线虫中 Parkin 的Energizer易位来抑制 Parkin 依赖性Energizer自噬。
顺利获得补充烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD + ) 前体、尿石素 A 和放线蛋白，恢复神经元和小胶质细胞Energizer自噬功能后，APP/PS1 小鼠的认知功能障碍和 Aβ 蛋白病得到改善，这进一步支持了Energizer自噬缺陷与 AD 发病机制的相关性。药物恢复Energizer自噬功能也已被证实可以降低 Tau 在几个丝氨酸和苏氨酸残基上的磷酸化，并减轻由小胶质细胞的免疫激活引发的细胞因子诱导的炎症。
在 AD 中发现了神经炎症的迹象（例如，Aβ 沉积物和神经原纤维缠结附近的炎症细胞因子）。尤其是 IL1β、IL6 和肿瘤坏死因子 α (TNF-α) 是在淀粉样斑块沉积后产生的，并参与局部炎症。这些细胞因子的持续产生会导致神经毒性并促进 Aβ 肽的生成。在 AD 中观察到的Energizer自噬受损和随之而来的Energizer功能障碍可能是 DAMP 生成和释放的基础，从而刺激 TLR、NLRP 和 cGAS-STING 系统产生先天免疫。与 PD 类似，在 AD 中，MDV 内也可能释放Energizer DAMP。如果该途径有效，则可能为 AD 中观察到的全身炎症状态给予机制解释。此外，对循环 MDV 货物的深入表征可能揭示可用于识别和监测 AD 患者的新生物标志物。
5. 心血管疾病中的Energizer质量控制
在衰老的心肌细胞中发现畸形的Energizer会产生高水平的ROS，这与心脏结构和功能的改变有关。这些观察结果为研究Energizer功能障碍和MQC效率低下作为心脏衰老机制奠定了基础。
心脏是Energizer自噬最强大的器官之一，其正常功能依赖于这一降解过程。无论是选择性的还是非选择性的心脏自噬，都受心肌细胞能量状态顺利获得代谢信号调节。在底物缺乏或氧化应激条件下，肌细胞内 ATP 的下降会激活一条能量感应通路，该通路涉及 5′-AMP 活化蛋白激酶 (AMPK)、unc-51 样激酶 1 (ULK1)、BCL2 和 Beclin-1。自噬抑制剂雷帕霉素复合物 1 (mTORC1) 的机制靶点下调进一步激发自噬。为了避免过度降解、生长或细胞存活，刺激物顺利获得胰岛素/胰岛素样生长因子1 (IGF1)/蛋白激酶B (AKT1) 信号传导传递抗自噬信号。此外，脑内富集的GTP结合蛋白Ras同源物(RHEB)主要顺利获得mTORC1和与溶酶体生物合成相关的转录因子[即转录因子EB (TFEB)]抑制自噬。
就Energizer自噬而言，心肌细胞中已描述了 PINK-Parkin 依赖性和非依赖性途径。虽然典型的 PINK-Parkin 依赖性Energizer自噬在高脂饮食诱发的心肌病糖尿病小鼠中保护了Energizer和心脏功能，但 PINK-Parkin 依赖性Energizer自噬缺陷会导致杜氏肌营养不良症动物模型出现严重的心脏并发症。在脓毒症心肌病的实验模型中也证实了心肌细胞Energizer自噬负调节因子的表达，例如哺乳动物 Ste20 样激酶 1 (Mst1) 。值得注意的是，Mst1 的消耗可减轻脂多糖 (LPS) 诱导的心肌细胞死亡，并顺利获得促进 Parkin 依赖性Energizer自噬来保护心脏功能。此外，腺嘌呤核苷酸转运蛋白 (ANT) 复合物顺利获得与 TIM23 相互作用在调节Energizer自噬中的作用已被描述。ANT 的这种功能独立于 TIM23 介导的蛋白质转运蛋白，并导致 PINK1 在受损Energizer上稳定下来，以便随后降解。小鼠心脏中 ANT 的消耗会导致畸形Energizer的积累、心肌细胞肥大和收缩功能障碍。值得注意的是，ANT1 纯合突变的患者会出现严重的心力衰竭，同时伴有心脏Energizer稳态失调。
PINK1-Parkin 独立的Energizer自噬可能顺利获得细胞器间接触位点进行，在心血管疾病 (CVD) 中也有报道。具体而言，Energizer受体 FUNDC1顺利获得结合内质网 (ER)-肌醇 1,4,5-三磷酸 2 型受体 (IP3R2) 建立Energizer-内质网接触，介导 Ca2 +从内质网 (ER) 释放。这些细胞器间接触对于维持Energizer功能正常和保护心脏功能至关重要。值得注意的是，FUNDC1 表达和 FUNDC1 诱导的Energizer自噬受到Energizer自噬负调控因子 Mst1 的抑制。具体而言，虽然 Mst1 表达与心脏缺血-再灌注损伤有关，但其消耗可维持Energizer和心肌细胞的稳态 。此外，BNIP3 能够独立于胞浆 Ca 2+水平、氧化应激和凋亡信号，触发心肌细胞Energizer自噬。该作用由 BNIP3 在 Ser17 和 Ser24 位点的磷酸化介导，这有利于其与 LC3 相互作用，从而促进Energizer自噬通量。值得注意的是，已发现顺利获得消除 c-Jun 氨基末端激酶 (JNK) 信号来下调 BNIP3 可逆转心力衰竭中的心脏重塑。
已证明 UPR mt的诱导可减轻压力超负荷期间心肌细胞的Energizer和收缩功能障碍。值得注意的是，在主动脉瓣狭窄患者中，UPR mt介质 RNA 表达较高者，其心力衰竭严重程度以及心肌细胞凋亡和心脏纤维化的程度均有所减轻。RAB7A 也被认为具有心脏保护作用。事实上，已证明刺激Energizer醛脱氢酶 2 (ALDH2) 活性可顺利获得 RAB7A 上调自噬，从而减轻老年心脏的氧化损伤。
最后，有人提出，MDV 生成是一种处理轻度氧化Energizer的机制，不依赖于Energizer去极化、自噬信号或Energizer裂变。在培养的 H9c2 成肌细胞中，MDV 形成充当基础的管家过程，并且比Energizer自噬事件发生得更频繁。暴露于Energizer应激源（即抗霉素 A 和黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶）后，MDV 生成上调，而大量Energizer损伤会导致 MDV 产生和Energizer自噬均增强。尽管只是初步研究，但这些发现表明，组成性 MDV 生成对于维持生理条件下的心肌细胞稳态是必要的，并且还可作为抵御轻度应激源的第一道防线。
