建议收藏！国自然科学基金标书写作攻略（3）

本章我们来聊一聊国自然热点。今年的国自然的竞争的激烈程度可以说是达到了前 所 未 有的水平，评审也是日益严苛，其中选题的重要性不言而喻！小编给大家盘点了今年的热点选题，来看看有你的方向吗？

线粒体自噬的 Ub 依赖途径 (PINK1/Parkin 通路最为常见) 和 Ub 非依赖性途径[1]

 [1] Lu Y, et al. Cellular mitophagy: Mechanism, roles in diseases and small molecule pharmacological regulation. Theranostics. 2023;13(2):736-766.

线粒体自噬 (Mitochondrial autophagy, mitophagy) 作为一种重要线粒体质量控制机制，在活性氧 (ROS) 胁迫等应激作用下，会导致线粒体 DNA (Mitochondrial DNA, mtDNA) 突变逐渐累积，还会使细胞内线粒体膜电位降低和去极化损伤，并最终导致细胞死亡。严峻的生存形势下，线粒体只好 “大开杀戒”，为了维持线粒体和细胞稳态，防止受损线粒体损伤细胞，细胞通过选择性地包裹和降解细胞内受损或功能障碍的线粒体--即线粒体自噬。

线粒体自噬发生障碍可触发多种疾病，如：阿尔茨海默氏症，帕金森氏症等神经退行性疾病，心肌肥厚、心律失常、心源性猝死等心血管疾病。 

1.泛素依赖性途径

依赖于线粒体表面蛋白的广泛泛素化来促进线粒体自噬。目前研究最广泛的便是 PINK1/Parkin 通路。此外，还有非 Parkin 依赖性的泛素依赖性通路，PINK1 还可以通过泛素磷酸化直接招募自噬受体蛋白 (如 NIX、BNIP3 和 FUNDC1) 到线粒体，受体蛋白募集 LC3，这使得自噬体能够吞噬线粒体。

2.非泛素依赖性途径

线粒体外膜 (OMM)上有许多包含 LC3 相互作用区 (LIR) 区域的蛋白，它们是自噬的受体。它们可以不经泛素化直接与 LC3 结合，从而启动线粒体自噬 。

这些受体主要包括 Nip3 样蛋白 X (Nip3-like protein X, NIX) 受体、bcl2 相互作用蛋白 3 (BCL2-interacting protein 3, BNIP3) 受体、FUN14 结构域包含 1 (FUN14 domain containing 1, FUNDC1) 受体。

3.检测方法

（1）线粒体形态观察 (透射电镜下线粒体受损情况)

（2） ROS 浓度测定线粒体内活性氧的积累

（3）自噬体与线粒体免疫荧光共定位

（4）线粒体自噬的相关追踪探针

（5） WB检测线粒体自噬标志物

（6）检测线粒体吞噬

铁死亡的核心分子机制和信号调控[2]

[2] Wei C, et al. Overactivated sonic hedgehog signaling aggravates intrauterine adhesion via inhibiting autophagy in endometrial stromal cells .Cell Death Dis. 2020;11(9):755. 

铁死亡可通过两种主要途径发生，外源性或转运蛋白依赖性途径（例如，半胱氨酸或谷氨酰胺摄取减少，铁摄取增加）和内在或酶调节途径（例如，抑制 GPX4）。

铁死亡是一种依赖于铁离子的程序性细胞死亡形式，是由于多种因素（如药物或基因因素）造成代谢过程的改变和过氧化脂质的积累，使细胞膜结构受损而引起。铁死亡有一些不同于其他程序性死亡的特殊细胞形态学特征，例如线粒体变小，线粒体膜密度增高，线粒体嵴减少或消失，线粒体外膜破裂。

铁死亡与神经退行性疾病、癌变、中风、脑出血、创伤性脑损伤、心脏缺血再灌注损伤等有关。

检测方法

（1）细胞活性检测 铁死亡会导致细胞死亡 。

（2）线粒体形态观察细胞发生铁死亡时，细胞内线粒体收缩变小、线粒体膜破裂并伴随着膜密度增高；线粒体膜电位（MMP） 降低。

（3）试剂盒检测细胞或组织内MDA或4-HNE含量，其含量与铁死亡呈正相关。

（4）铁参数 细胞内游离铁的含量与细胞铁死亡呈正相关，可用普鲁士蓝染色等试剂盒检测。

（5）活性氧（ROS）通过荧光成像或流式细胞术使用荧光探针如羧基-DCFDA等检测。ROS的荧光强度与铁死亡呈正相关。

（6）q-PCR或WB检测 铁死亡中，GPX4、FIH1表达下调，COX2、ACSL4、PTGS2、NOX1等表达上调，通过q-PCR、WB检测铁死亡相关基因及蛋白表达ACSL4、LPCAT3、TfR1、SLC7A11、GPX4、FTH1等。

（7）试剂盒检测细胞或组织内的GSH、 GSSG含量， GSH含量与铁死亡呈负相关，GSSG含量与铁死亡呈正相关。

细胞衰老是指永久性细胞周期停滞，响应内源性和外源性压力，包括端粒功能障碍、癌基因激活和持续性DNA损伤。伴随衰老的还有表型的变化，比如抗凋亡、抗增殖的分子表达增加，比如感应损伤的机制的激活等。

细胞衰老与年龄相关性疾病、癌症、心血管疾病等密切相关。

表 3. 细胞衰老特征、标志物及检测方法[4][5]

[4]Fafián-Labora JA, et al. Classical and Nonclassical Intercellular Communication in Senescence and Ageing. Trends Cell Biol. 2020 Aug;30(8):628-639.

[5]Bulbiankova D,, et al. Hallmarks and Biomarkers of Skin Senescence: An Updated Review of Skin Senotherapeutics. Antioxidants (Basel). 2023 Feb 10;12(2):444.

检测方法

（1）SA-β-gal 试剂盒检测细胞衰老

（2） DNA 损伤相关标志物——γH2AX

（3） EdU检测增殖

（4）衰老相关分泌表型 (SASP)

（5） WB检测细胞周期调节蛋白P53、 P21 、 P16

常见网站：

细胞系有无污染：https://www.cellosaurus.org/CVCL_0139

文献查找：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/

https://www.sci-hub.st/

https://www.geenmedical.com/

https://www.pubmed.pro/home

蛋白互作预测：https://cn.string-db.org/cgi/network

https://genemania.org/search

磷酸化位点预测：https://www.phosphosite.org/proteinAction.action?id=5799&showAllSites=true

转录因子预测：http://jaspar.genereg.net/

GEO数据集查找：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gds

在线TCGA基因表达和生存分析的工具：http://gepia.cancer-pku.cn/

http://gepia2.cancer-pku.cn/#survival