Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd2383810.32607/actanaturae.23838ReviewsОбзорыReview ArticleThe Role of Autophagy in the Development of Pathological Conditions of the BodyРоль аутофагии в развитии патологических состояний организмаKenchUlash S.КенчУлаш Салимович
Russian Federation
kenculas1@gmail.comSologovaSusanna S.СологоваСусанна Сергеевна
Russian Federation
susanna.sologova@yandex.ruPrasolovVladimir S.ПрасоловВладимир Сергеевич
Russian Federation
prassolov45@mail.ruSpirinPavel V.СпиринПавел Владимирович
Russian Federation
spirin.pvl@gmail.comEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of SciencesИнститут молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наукNelyubin Institute of Pharmacy, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Институт фармации им А.П. Нелюбина, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)3010202315337492806202324072023Copyright ©; 2023, Kench U.S., Sologova S.S., Prasolov V.S., Spirin P.V.Copyright ©; 2023, Кенч У.С., Сологова С.С., Прасолов В.С., Спирин П.В.2023Kench U.S., Sologova S.S., Prasolov V.S., Spirin P.V.Кенч У.С., Сологова С.С., Прасолов В.С., Спирин П.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/23838

Autophagy is the process of lysosomal elimination of the cell organelles, cytoplasmic sites, and pathogenic microorganisms that enter the cell. This process is associated with both cell death regulation and an increase in cell survival chances. Autophagy is involved in the development of various diseases (Crohn disease, cancer, atherosclerosis, etc.). For these reasons, it is of significant interest to establish the molecular targets involved in autophagy regulation and the factors that mediate its participation in pathogenesis. The review describes the potential molecular mechanisms involved in the regulation of autophagy, its contribution to the vital cell activity in a healthy organism, and pathologies.

Аутофагия – это процесс утилизации клеточных органелл, участков цитоплазмы, а также разрушения микроорганизмов, проникающих в клетку, в лизосомах. Аутофагия сопряжена как с гибелью, так и с увеличением выживаемости клеток, а также вовлечена в развитие различных заболеваний, в том числе нейродегенеративных и онкологических, атеросклероза. Все это делает крайне важным поиск молекулярных мишеней, которые могут участвовать в регуляции аутофагии, и факторов, способных влиять на ее связь с патогенезом различных заболеваний. В представленном обзоре рассмотрены потенциальные молекулярные механизмы, участвующие в регуляции аутофагии, и ее вклад в гомеостаз клеток в здоровом организме и при патологиях.

autophagyapoptosiscell deathlysosomesаутофагияапоптозклеточная гибельлизосомыРНФRussian Science Foundation21-14-00355РФФИRussian Foundation for Basic Research20-54-76005Cao W., Li J., Yang K., Cao D. // Bull. Cancer. 2021. V. 108. № 3. P. 304–322. https://doi.org/10.1016/j.bulcan.2020.11.004.Cao W., Li J., Yang K., Cao D. // Bull. Cancer. 2021. V. 108. № 3. P. 304–322. https://doi.org/10.1016/j.bulcan.2020.11.004Xiong J. // Protein & Cell. 2015. V. 6. № 10. P. 722–734. https://doi.org/10.1007/s13238-015-0195-8.Xiong J. // Protein & Cell. 2015. V. 6. № 10. P. 722–734. https://doi.org/10.1007/s13238-015-0195-8Xie K., Liang C., Li Q., Yan C., Wang C., Gu Y., Zhu M., Du F., Wang H., et al. // Cancer. 2016. V. 139. № 7. P. 1564–1573. https://doi.org/10.1002/ijc.30205.Xie K., Liang C., Li Q., Yan C., Wang C., Gu Y., Zhu M., Du F., Wang H., et al. // Cancer. 2016. V. 139. № 7. P. 1564–1573. https://doi.org/10.1002/ijc.30205Kuma A., Matsui M., Mizushima N. // Autophagy. 2007. V. 3. № 4. P. 323–328. https://doi.org/10.4161/auto.4012.Kuma A., Matsui M., Mizushima N. // Autophagy. 2007. V. 3. № 4. P. 323–328. https://doi.org/10.4161/auto.4012Schaaf M.B.E., Keulers T.G., Vooijs M.A., Rouschop K.M.A. // FASEB. J. 2016. V. 30. № 12. P. 3961–3978. https://doi.org/10.1096/fj.201600698R.Schaaf M.B.E., Keulers T.G., Vooijs M.A., Rouschop K.M.A. // FASEB. J. 2016. V. 30. № 12. P. 3961–3978. https://doi.org/10.1096/fj.201600698RGómez-Sánchez R., Rose J., Guimarães R., Mari M., Papinski D., Rieter E., Geerts W.J., Hardenberg R., Kraft C., Ungermann C., et al. // J. Cell. Biol. 2018. V. 217. № 8. P. 2743–2763. https://doi.org/10.1083/jcb.201710116.Gómez-Sánchez R., Rose J., Guimarães R., Mari M., Papinski D., Rieter E., Geerts W.J., Hardenberg R., Kraft C., Ungermann C., et al. // J. Cell. Biol. 2018. V. 217. № 8. P. 2743–2763. https://doi.org/10.1083/jcb.201710116Katsuragi Y., Ichimura Y., Komatsu M. // FEBS J. 2015. V. 282. № 24. P. 4672–4678. https://doi.org/10.1111/febs.13540.Katsuragi Y., Ichimura Y., Komatsu M. // FEBS J. 2015. V. 282. № 24. P. 4672–4678. https://doi.org/10.1111/febs.13540McEwan D.G., Popovic D., Gubas A., Terawaki S., Suzuki H., Stadel D., Coxon F.P., Miranda de Stegmann D., Bhogaraju S., et al. // Mol Cell. 2015. V. 57. № 1. P. 39–54. doi: 10.1016/j.molcel.2014.11.006.McEwan D.G., Popovic D., Gubas A., Terawaki S., Suzuki H., Stadel D., Coxon F.P., Miranda de Stegmann D., Bhogaraju S., et al. // Mol Cell. 2015. V. 57. № 1. P. 39–54. doi: 10.1016/j.molcel.2014.11.006Dibble C.C., Cantley L.C. // Trends Cell Biol. 2015. V. 25. № 9. P. 545–555. doi: 10.1016/j.tcb.2015.06.002.Dibble C.C., Cantley L.C. // Trends Cell Biol. 2015. V. 25. № 9. P. 545–555. doi: 10.1016/j.tcb.2015.06.002Decuypere J.P., Bultynck G., Parys J.B. // Cell Calcium. 2011. V. 50. № 3. P. 242–250. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2011.04.001.Decuypere J.P., Bultynck G., Parys J.B. // Cell Calcium. 2011. V. 50. № 3. P. 242–250. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2011.04.001Tasdemir E., Maiuri M.C., Orhon I., Kepp O., Morselli E., Criollo A., Kroemer G. // Cell Cycle. 2008. V. 7. № 19. P. 3006–3011. https://doi.org/10.4161/cc.7.19.6702.Tasdemir E., Maiuri M.C., Orhon I., Kepp O., Morselli E., Criollo A., Kroemer G. // Cell Cycle. 2008. V. 7. № 19. P. 3006–3011. https://doi.org/10.4161/cc.7.19.6702Mrakovcic M., Fröhlich L.F. // Biomolecules. 2018. V. 8. № 2. P. 14. https://doi.org/10.3390/biom8020014.Mrakovcic M., Fröhlich L.F. // Biomolecules. 2018. V. 8. № 2. P. 14. https://doi.org/10.3390/biom8020014Bialik S., Dasari S.K., Kimchi A. // J. Cell Sci. 2018. V. 131. № 18. https://doi.org/10.1242/jcs.215152.Bialik S., Dasari S.K., Kimchi A. // J. Cell Sci. 2018. V. 131. № 18. https://doi.org/10.1242/jcs.215152Majeski A.E., Dice J.F. // Internat. J. Biochem. Cell Biol. 2004. V. 36. № 12. P. 2435–2444. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2004.02.013.Majeski A.E., Dice J.F. // Internat. J. Biochem. Cell Biol. 2004. V. 36. № 12. P. 2435–2444. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2004.02.013Banerjee R., Beal M.F., Thomas B. // Trends Neurosci. 2010. V. 33. № 12. P. 541–549. https://doi.org/10.1016/j.tins.2010.09.001.Banerjee R., Beal M.F., Thomas B. // Trends Neurosci. 2010. V. 33. № 12. P. 541–549. https://doi.org/10.1016/j.tins.2010.09.001Dou C., Zhang Y., Zhang L., Qin C. // Animal Models Exp. Med. 2022. V. 6. № 1. P. 10–17. https://doi.org/10.1002/ame2.12229.Dou C., Zhang Y., Zhang L., Qin C. // Animal Models Exp. Med. 2022. V. 6. № 1. P. 10–17. https://doi.org/10.1002/ame2.12229Moumné L., Betuing S., Caboche J. // Front. Neurol. 2013. V. 4. P. 127. https://doi.org/10.3389/fneur.2013.00127.Moumné L., Betuing S., Caboche J. // Front. Neurol. 2013. V. 4. P. 127. https://doi.org/10.3389/fneur.2013.00127Saudou F., Humbert S. // Neuron. 2016. V. 89. № 5. P. 910–926. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.02.003.Saudou F., Humbert S. // Neuron. 2016. V. 89. № 5. P. 910–926. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.02.003Croce K.R., Yamamoto A. // Neurobiol. Disease. 2019. V. 122. P. 16–22. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2018.08.010.Croce K.R., Yamamoto A. // Neurobiol. Disease. 2019. V. 122. P. 16–22. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2018.08.010Martin D.D.O., Ladha S., Ehrnhoefer D.E., Hayden M.R. // Trends Neurosci. 2015. V. 38. № 1. P. 26–35. https://doi.org/10.1016/j.tins.2014.09.003.Martin D.D.O., Ladha S., Ehrnhoefer D.E., Hayden M.R. // Trends Neurosci. 2015. V. 38. № 1. P. 26–35. https://doi.org/10.1016/j.tins.2014.09.003Piller C. // Science. 2022. V. 377. № 6604. P. 358–363. https://doi.org/10.1126/science.add9993.Piller C. // Science. 2022. V. 377. № 6604. P. 358–363. https://doi.org/10.1126/science.add9993Vetrivel K.S., Thinakaran G. // BBA - Mol. Cell. Biol. Lipids. 2010. V. 1801. № 8. P. 860–867. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2010.03.007.Vetrivel K.S., Thinakaran G. // BBA - Mol. Cell. Biol. Lipids. 2010. V. 1801. № 8. P. 860–867. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2010.03.007Gratuze M., Leyns C.E.G., Holtzman D.M. // Mol. Neurodegeneration. 2018. V. 13. № 1. P. 66. https://doi.org/10.1186/s13024-018-0298-9.Gratuze M., Leyns C.E.G., Holtzman D.M. // Mol. Neurodegeneration. 2018. V. 13. № 1. P. 66. https://doi.org/10.1186/s13024-018-0298-9Iqbal K., Liu F., Gong C.-X., Grundke-Iqbal I. // Curr. Alzheimer Res. 2010. V. 7. № 8. P. 656–664. https://doi.org/10.2174/156720510793611592.Iqbal K., Liu F., Gong C.-X., Grundke-Iqbal I. // Curr. Alzheimer Res. 2010. V. 7. № 8. P. 656–664. https://doi.org/10.2174/156720510793611592Chi H., Sang T.-K., Chang H.-Y. // Cognitive Disorders, IntechOpen. 2019. V. 8. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.73198.Chi H., Sang T.-K., Chang H.-Y. // Cognitive Disorders, IntechOpen. 2019. V. 8. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.73198Monzio Compagnoni G., Di Fonzo A., Corti S., Comi G.P., Bresolin N., Masliah E. // Mol. Neurobiol. 2020. V. 57. № 7. P. 2959–2980. https://doi.org/10.1007/s12035-020-01926-1.Monzio Compagnoni G., Di Fonzo A., Corti S., Comi G.P., Bresolin N., Masliah E. // Mol. Neurobiol. 2020. V. 57. № 7. P. 2959–2980. https://doi.org/10.1007/s12035-020-01926-1Swerdlow R.H. // J. Alzheimer’s Dis. 2018. V. 62. № 3. P. 1403–1416. https://doi.org/10.3233/JAD-170585.Swerdlow R.H. // J. Alzheimer’s Dis. 2018. V. 62. № 3. P. 1403–1416. https://doi.org/10.3233/JAD-170585Nakamura T., Cieplak P., Cho D.-H., Godzik A., Lipton S.A. // Mitochondrion. 2010. V. 10. № 5. P. 573–578. https://doi.org/10.1016/j.mito.2010.04.007.Nakamura T., Cieplak P., Cho D.-H., Godzik A., Lipton S.A. // Mitochondrion. 2010. V. 10. № 5. P. 573–578. https://doi.org/10.1016/j.mito.2010.04.007Losón O.C., Song Z., Chen H., Chan D.C. // Mol. Biol. Cell. 2013. V. 24. № 5. P. 659–667. https://doi.org/10.1091/mbc.E12-10-0721.Losón O.C., Song Z., Chen H., Chan D.C. // Mol. Biol. Cell. 2013. V. 24. № 5. P. 659–667. https://doi.org/10.1091/mbc.E12-10-0721Babst M., Katzmann D.J., Estepa-Sabal E.J., Meerloo T., Emr S.D. // Dev. Cell. 2002. V. 3. № 2. P. 271–282. https://doi.org/10.1016/s1534-5807(02)00220-4.Babst M., Katzmann D.J., Estepa-Sabal E.J., Meerloo T., Emr S.D. // Dev. Cell. 2002. V. 3. № 2. P. 271–282. https://doi.org/10.1016/s1534-5807(02)00220-4Uddin M.S., Stachowiak A., Mamun A.A., Tzvetkov N.T., Takeda S., Atanasov A.G., Bergantin L.B., Abdel-Daim M.M., Stankiewicz A.M. // Front. Aging Neurosci. 2018. V. 10. № 4. https://doi.org/10.3389/fnagi.2018.00004.Uddin M.S., Stachowiak A., Mamun A.A., Tzvetkov N.T., Takeda S., Atanasov A.G., Bergantin L.B., Abdel-Daim M.M., Stankiewicz A.M. // Front. Aging Neurosci. 2018. V. 10. № 4. https://doi.org/10.3389/fnagi.2018.00004Wang Y., Mandal A.K., Son Y.O., Pratheeshkumar P., Wise J.T.F., Wang L., Zhang Z., Shi X., Chen Z. // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2018. V. 353. P. 23–30. https://doi.org/10.1016/j.taap.2018.06.003.Wang Y., Mandal A.K., Son Y.O., Pratheeshkumar P., Wise J.T.F., Wang L., Zhang Z., Shi X., Chen Z. // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2018. V. 353. P. 23–30. https://doi.org/10.1016/j.taap.2018.06.003Choi H., Merceron C., Mangiavini L., Seifert E.L., Schipani E., Shapiro I.M. // Autophagy. 2016. V. 12. № 9. P. 1631–1646. https://doi.org/10.1080/15548627.2016.1192753.Choi H., Merceron C., Mangiavini L., Seifert E.L., Schipani E., Shapiro I.M. // Autophagy. 2016. V. 12. № 9. P. 1631–1646. https://doi.org/10.1080/15548627.2016.1192753Dominguez-Villar M., Hafler D.A. // Nat. Immunol. 2018. V. 19. P. 665–673. https://doi.org/10.1038/s41590-018-0120-4.Dominguez-Villar M., Hafler D.A. // Nat. Immunol. 2018. V. 19. P. 665–673. https://doi.org/10.1038/s41590-018-0120-4Yang Z., Goronzy J.J., Weyand C.M. // J. Mol. Med. 2015. V. 93. № 7. P. 707–717. https://doi.org/10.1007/s00109-015-1297-8.Yang Z., Goronzy J.J., Weyand C.M. // J. Mol. Med. 2015. V. 93. № 7. P. 707–717. https://doi.org/10.1007/s00109-015-1297-8Pierdominici M., Vomero M., Barbati C., Colasanti T., Maselli A., Vacirca D., Giovannetti A., Malorni W., Ortona E. // FASEB J. 2012. V. 26. № 4. P. 1400–1412. https://doi.org/10.1096/fj.11-194175.Pierdominici M., Vomero M., Barbati C., Colasanti T., Maselli A., Vacirca D., Giovannetti A., Malorni W., Ortona E. // FASEB J. 2012. V. 26. № 4. P. 1400–1412. https://doi.org/10.1096/fj.11-194175Miller B.C., Zhao Z., Stephenson L.M., Cadwell K., Pua H.H., Lee H.K., Mizushima N., Iwasaki A., He Y.-W., Swat W., et al. // Autophagy. 2008. V. 4. P. 309–314. https://doi.org/10.4161/auto.5474.Miller B.C., Zhao Z., Stephenson L.M., Cadwell K., Pua H.H., Lee H.K., Mizushima N., Iwasaki A., He Y.-W., Swat W., et al. // Autophagy. 2008. V. 4. P. 309–314. https://doi.org/10.4161/auto.5474Yang G., van Kaer L. // Cell Death Dis. 2020. V. 11. № 5. P. 334. https://doi.org/10.1038/s41419-020-2568-z.Yang G., van Kaer L. // Cell Death Dis. 2020. V. 11. № 5. P. 334. https://doi.org/10.1038/s41419-020-2568-zTorres J., Mehandru S., Colombel J.F., Peyrin-Biroulet L. // Lancet. 2017. V. 389. № 10080. P. 1741–1755. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)31711-1.Torres J., Mehandru S., Colombel J.F., Peyrin-Biroulet L. // Lancet. 2017. V. 389. № 10080. P. 1741–1755. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(16)31711-1Al Nabhani Z., Dietrich G., Hugot J.P., Barreau F. // PLoS Pathogens. 2017. V. 13. № 3. P. e1006177. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006177.Al Nabhani Z., Dietrich G., Hugot J.P., Barreau F. // PLoS Pathogens. 2017. V. 13. № 3. P. e1006177. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1006177Boyapati R., Satsangi J., Ho G.T. // F1000Prime Rep. 2015. V. 7. P. 44. https://doi.org/10.12703/P7-44.Boyapati R., Satsangi J., Ho G.T. // F1000Prime Rep. 2015. V. 7. P. 44. https://doi.org/10.12703/P7-44Travassos L., Carneiro L., Ramjeet M. Hussey S., Kim Y.G., Magalhães J.G., Yuan L., Soares F., et al. // Nat. Immunol. 2010. V. 11. P. 55–62. https://doi.org/10.1038/ni.1823.Travassos L., Carneiro L., Ramjeet M., Hussey S., Kim Y.G., Magalhães J.G., Yuan L., Soares F., et al. // Nat. Immunol. 2010. V. 11. P. 55–62. https://doi.org/10.1038/ni.1823Petkova D.S., Viret C., Faure M. // Front. Immunol. 2013. V. 3. P. 426. https://doi.org/10.3389/fimmu.2012.00426.Petkova D.S., Viret C., Faure M. // Front. Immunol. 2013. V. 3. P. 426. https://doi.org/10.3389/fimmu.2012.00426Carrière J., Darfeuille-Michaud A., Nguyen H.T. // World J. Gastroenterol. 2014. V. 20. № 34. P. 12102–12117. https://doi.org/10.3748/wjg.v20.i34.12102.Carrière J., Darfeuille-Michaud A., Nguyen H.T. // World J. Gastroenterol. 2014. V. 20. № 34. P. 12102–12117. https://doi.org/10.3748/wjg.v20.i34.12102Yun C.W., Lee S.H. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 11. P. 3466. https://doi.org/10.3390/ijms19113466.Yun C.W., Lee S.H. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 11. P. 3466. https://doi.org/10.3390/ijms19113466Vega-Rubín-de-Celis S. // Biology. 2020. V. 9. № 1. P. 4. https://doi.org/10.3390/biology9010004.Vega-Rubín-de-Celis S. // Biology. 2020. V. 9. № 1. P. 4. https://doi.org/10.3390/biology9010004Amaravadi R.K., Kimmelman A.C., Debnath J. // Cancer Discov. 2019. V. 9. № 9. P. 1167–1181. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-19-0292.Amaravadi R.K., Kimmelman A.C., Debnath J. // Cancer Discov. 2019. V. 9. № 9. P. 1167–1181. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-19-0292Rohatgi R.A., Janusis J., Leonard D., Bellve K.D., Fogarty K.E., Baehrecke E.H., Corvera S., Shaw L.M. // Oncogene. 2015. V. 34. № 42. P. 5352–5362. https://doi.org/10.1038/onc.2014.454.Rohatgi R.A., Janusis J., Leonard D., Bellve K.D., Fogarty K.E., Baehrecke E.H., Corvera S., Shaw L.M. // Oncogene. 2015. V. 34. № 42. P. 5352–5362. https://doi.org/10.1038/onc.2014.454Pattingre S., Tassa A., Qu X., Garuti R., Liang X.H., Mizushima N., Packer M., Schneider M.D., Levine B. // Cell. 2005. V. 122. № 6. P. 927–939. https://doi.org/10.1016/j.cell.2005.07.002.Pattingre S., Tassa A., Qu X., Garuti R., Liang X.H., Mizushima N., Packer M., Schneider M.D., Levine B. // Cell. 2005. V. 122. № 6. P. 927–939. https://doi.org/10.1016/j.cell.2005.07.002Carbone A., Roulland S., Gloghini A., Younes A., von Keudell G., Lopez-Guillermo A., Fitzgibbon J. // Nat. Rev. Dis. Primers. 2019. V. 5. № 1. P. 83. https://doi.org/10.1038/s41572-019-0132-x.Carbone A., Roulland S., Gloghini A., Younes A., von Keudell G., Lopez-Guillermo A., Fitzgibbon J. // Nat. Rev. Dis. Primers. 2019. V. 5. № 1. P. 83. https://doi.org/10.1038/s41572-019-0132-xOtt G., Rosenwald A. // Haematologica. 2008. V. 93. № 12. P. 1773–1776. https://doi.org/10.3324/haematol.2008.001495.Ott G., Rosenwald A. // Haematologica. 2008. V. 93. № 12. P. 1773–1776. https://doi.org/10.3324/haematol.2008.001495McCarthy A., Marzec J., Clear A., Petty R.D., Coutinho R., Matthews J., Wilson A., Iqbal S., Calaminici M., Gribben J.G., Jia L. // Oncotarget. 2014. V. 5. №. 22. P. 11653–11668. https://doi.org/10.18632/oncotarget.2605.McCarthy A., Marzec J., Clear A., Petty R.D., Coutinho R., Matthews J., Wilson A., Iqbal S., Calaminici M., Gribben J.G., Jia L. // Oncotarget. 2014. V. 5. №. 22. P. 11653–11668. https://doi.org/10.18632/oncotarget.2605