Кейс: на окрашенной микроскопической панели видно ядро клетки с фрагментированной ДНК и увеличенным количеством аутофагосом — предложите последовательность клеточных событий и возможные причины такой картины
Возможная последовательность клеточных событий: Шаг 1 \,1\,1. Первичный стресс (генотоксины, ОРС, недостаток питательных веществ, ER‑стресс, токсин, инфекция) активирует сенсоры повреждения (ATM/ATR, p53, AMPK). Шаг 2 \,2\,2. Запуск апоптозного пути: MOMP → выход цитохрома c → каспазная каскада → активация CAD/EndoG → фрагментация ДНК и ядерная конденсация (TUNEL/ladder+). Шаг 3 \,3\,3. Параллельно стресс индуцирует аутофагию (ингибирование mTOR, активация Beclin‑1/Vps34, формирование аутофагосом) как попытку выживания и удаления повреждённых органелл. Шаг 4 \,4\,4. Две возможные ветви: аутофагия эффективна → деградация повреждённых компонентов; или аутофагия неэффективна/блокирована → накопление аутофагосом. Шаг 5 \,5\,5. При продолжающемся повреждении апоптоз выигрывает — наблюдаются выраженная ДНК‑фрагментация и морфологические признаки гибели; при интенсивной аутофагии возможен вклад аутофагической смерти. Шаг 6 \,6\,6. Кроссток: каспазы могут расщеплять ATG‑белки (Beclin‑1, ATG5) усиливая апоптоз; блокировка лизосом → накопление LC3‑положительных везикул. Возможные причины такой картины (коротко): - Генотоксические агенты (радиация, химиопрепараты) → DNA breaks + миграция к апоптозу. - Окислительный стресс/митохондриальная дисфункция → одновременно MOMP и индукция аутофагии. - Накопление белковых агрегатов/ER‑стресс → сильная аутофагическая реакция ± последующий апоптоз. - Ингибиторы лизосом/аутофаголизосомного слияния (хлорохин, бфА1) → увеличение числа аутофагосом при нарушенном флюксе, с последующим апоптотическим разрушением ДНК. - Инфекции/токсины, вызывающие и ДНК‑поражение, и аутофагию. - Генетические дефекты в аутофагии/лизосомах → накопление аутофагосом и клеточная гибель. Короткие рекомендации для дифференциации: - Проверить активность каспаз (Caspase‑3), PARP‑кливаж, TUNEL → подтверждает апоптоз. - Оценить аутофагический флюкс: уровни LC3‑II и p62 с/без Bafilomycin A1; колокализация LC3 с LAMP1, LysoTracker, активность катепсинов. Накопление LC3‑II + повышение p62 без увеличения при BafA1 → блок флюкса. - Оценить ROS, цитохром c в цитозоле, расщепление Beclin‑1/ATG5 для кросстака. Кратко: фрагментация ДНК указывает на апоптоз; увеличение аутофагосом — на индукцию аутофагии или на блок очистки аутофагосом. Комбинация говорит либо о сопутствующей защитной/патомной аутофагии при апоптозе, либо о блокировании лизосомного этапа с последующим апоптозом.
Шаг 1 \,1\,1. Первичный стресс (генотоксины, ОРС, недостаток питательных веществ, ER‑стресс, токсин, инфекция) активирует сенсоры повреждения (ATM/ATR, p53, AMPK).
Шаг 2 \,2\,2. Запуск апоптозного пути: MOMP → выход цитохрома c → каспазная каскада → активация CAD/EndoG → фрагментация ДНК и ядерная конденсация (TUNEL/ladder+).
Шаг 3 \,3\,3. Параллельно стресс индуцирует аутофагию (ингибирование mTOR, активация Beclin‑1/Vps34, формирование аутофагосом) как попытку выживания и удаления повреждённых органелл.
Шаг 4 \,4\,4. Две возможные ветви: аутофагия эффективна → деградация повреждённых компонентов; или аутофагия неэффективна/блокирована → накопление аутофагосом.
Шаг 5 \,5\,5. При продолжающемся повреждении апоптоз выигрывает — наблюдаются выраженная ДНК‑фрагментация и морфологические признаки гибели; при интенсивной аутофагии возможен вклад аутофагической смерти.
Шаг 6 \,6\,6. Кроссток: каспазы могут расщеплять ATG‑белки (Beclin‑1, ATG5) усиливая апоптоз; блокировка лизосом → накопление LC3‑положительных везикул.
Возможные причины такой картины (коротко):
- Генотоксические агенты (радиация, химиопрепараты) → DNA breaks + миграция к апоптозу.
- Окислительный стресс/митохондриальная дисфункция → одновременно MOMP и индукция аутофагии.
- Накопление белковых агрегатов/ER‑стресс → сильная аутофагическая реакция ± последующий апоптоз.
- Ингибиторы лизосом/аутофаголизосомного слияния (хлорохин, бфА1) → увеличение числа аутофагосом при нарушенном флюксе, с последующим апоптотическим разрушением ДНК.
- Инфекции/токсины, вызывающие и ДНК‑поражение, и аутофагию.
- Генетические дефекты в аутофагии/лизосомах → накопление аутофагосом и клеточная гибель.
Короткие рекомендации для дифференциации:
- Проверить активность каспаз (Caspase‑3), PARP‑кливаж, TUNEL → подтверждает апоптоз.
- Оценить аутофагический флюкс: уровни LC3‑II и p62 с/без Bafilomycin A1; колокализация LC3 с LAMP1, LysoTracker, активность катепсинов. Накопление LC3‑II + повышение p62 без увеличения при BafA1 → блок флюкса.
- Оценить ROS, цитохром c в цитозоле, расщепление Beclin‑1/ATG5 для кросстака.
Кратко: фрагментация ДНК указывает на апоптоз; увеличение аутофагосом — на индукцию аутофагии или на блок очистки аутофагосом. Комбинация говорит либо о сопутствующей защитной/патомной аутофагии при апоптозе, либо о блокировании лизосомного этапа с последующим апоптозом.