Abstract
In 2008 we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, research on this topic has continued to accelerate, and many new scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Accordingly, it is important to update these guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Various reviews have described the range of assays that have been used for this purpose. Nevertheless, there continues to be confusion regarding acceptable methods to measure autophagy, especially in multicellular eukaryotes. A key point that needs to be emphasized is that there is a difference between measurements that monitor the numbers or volume of autophagic elements (e.g., autophagosomes or autolysosomes) at any stage of the autophagic process vs. those that measure flux through the autophagy pathway (i.e., the complete process); thus, a block in macroautophagy that results in autophagosome accumulation needs to be differentiated from stimuli that result in increased autophagic activity, defined as increased autophagy induction coupled with increased delivery to, and degradation within, lysosomes (in most higher eukaryotes and some protists such as Dictyostelium) or the vacuole (in plants and fungi). In other words, it is especially important that investigators new to the field understand that the appearance of more autophagosomes does not necessarily equate with more autophagy. In fact, in many cases, autophagosomes accumulate because of a block in trafficking to lysosomes without a concomitant change in autophagosome biogenesis, whereas an increase in autolysosomes may reflect a reduction in degradative activity. Here, we present a set of guidelines for the selection and interpretation of methods for use by investigators who aim to examine macroautophagy and related processes, as well as for reviewers who need to provide realistic and reasonable critiques of papers that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a formulaic set of rules, because the appropriate assays depend in part on the question being asked and the system being used. In addition, we emphasize that no individual assay is guaranteed to be the most appropriate one in every situation, and we strongly recommend the use of multiple assays to monitor autophagy. In these guidelines, we consider these various methods of assessing autophagy and what information can, or cannot, be obtained from them. Finally, by discussing the merits and limits of particular autophagy assays, we hope to encourage technical innovation in the field.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Pages (from-to) | 445-544 |
| Number of pages | 100 |
| Journal | Autophagy |
| Volume | 8 |
| Issue number | 4 |
| State | Published - Apr 1 2012 |
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AU - Nishino, Ichizo
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AU - Nixon, Ralph A.
AU - Noda, Takeshi
AU - Noegel, Angelika A.
AU - Nogalska, Anna
AU - Noguchi, Satoru
AU - Notterpek, Lucia
AU - Novak, Ivana
AU - Nozaki, Tomoyoshi
AU - Nukina, Nobuyuki
AU - Nürnberger, Thorsten
AU - Nyfeler, Beat
AU - Obara, Keisuke
AU - Oberley, Terry D.
AU - Oddo, Salvatore
AU - Ogawa, Michinaga
AU - Ohashi, Toya
AU - Okamoto, Koji
AU - Oleinick, Nancy L.
AU - Oliver, F. Javier
AU - Olsen, Laura J.
AU - Olsson, Stefan
AU - Opota, Onya
AU - Osborne, Timothy F.
AU - Ostrander, Gary K.
AU - Otsu, Kinya
AU - Ou, Jing hsiung James
AU - Ouimet, Mireille
AU - Overholtzer, Michael
AU - Ozpolat, Bulent
AU - Paganetti, Paolo
AU - Pagnini, Ugo
AU - Pallet, Nicolas
AU - Palmer, Glen E.
AU - Palumbo, Camilla
AU - Pan, Tianhong
AU - Panaretakis, Theocharis
AU - Pandey, Udai B.han
AU - Papackova, Zuzana
AU - Papassideri, Issidora
AU - Paris, Irmgard
AU - Park, Junsoo
AU - Park, Ohkmae K.
AU - Parys, Jan B.
AU - Parzych, Katherine R.
AU - Patschan, Susann
AU - Patterson, Cam
AU - Pattingre, Sophie
AU - Pawelek, John M.
AU - Peng, Jianxin
AU - Perlmutter, David H.
AU - Perrotta, Ida
AU - Perry, George
AU - Pervaiz, Shazib
AU - Peter, Matthias
AU - Peters, Godefridus J.
AU - Petersen, Morten
AU - Petrovski, Goran
AU - Phang, James M.
AU - Piacentini, Mauro
AU - Pierre, Philippe
AU - Pierrefite-Carle, Valérie
AU - Pierron, Gérard
AU - Pinkas-Kramarski, Ronit
AU - Piras, Antonio
AU - Piri, Natik
AU - Platanias, Leonidas C.
AU - Pöggeler, Stefanie
AU - Poirot, Marc
AU - Poletti, Angelo
AU - Poüs, Christian
AU - Pozuelo-Rubio, Mercedes
AU - Prætorius-Ibba, Mette
AU - Prasad, Anil
AU - Prescott, Mark
AU - Priault, Muriel
AU - Produit-Zengaffinen, Nathalie
AU - Progulske-Fox, Ann
AU - Proikas-Cezanne, Tassula
AU - Przedborski, Serge
AU - Przyklenk, Karin
AU - Puertollano, Rosa
AU - Puyal, Julien
AU - Qian, Shu Bing
AU - Qin, Liang
AU - Qin, Zheng Hong
AU - Quaggin, Susan E.
AU - Raben, Nina
AU - Rabinowich, Hannah
AU - Rabkin, Simon W.
AU - Rahman, Irfan
AU - Rami, Abdelhaq
AU - Ramm, Georg
AU - Randall, Glenn
AU - Randow, Felix
AU - Rao, V. Ashutosh
AU - Rathmell, Jeffrey C.
AU - Ravikumar, Brinda
AU - Ray, Swapan K.
AU - Reed, Bruce H.
AU - Reed, John C.
AU - Reggiori, Fulvio
AU - Régnier-Vigouroux, Anne
AU - Reichert, Andreas S.
AU - Reiners, John J.
AU - Reiter, Russel J.
AU - Ren, Jun
AU - Revuelta, José L.
AU - Rhodes, Christopher J.
AU - Ritis, Konstantinos
AU - Rizzo, Elizete
AU - Robbins, Jeffrey
AU - Roberge, Michel
AU - Roca, Hernan
AU - Roccheri, Maria C.
AU - Rocchi, Stephane
AU - Rodemann, H. Peter
AU - Rodríguez de Córdoba, Santiago
AU - Rohrer, Bärbel
AU - Roninson, Igor B.
AU - Rosen, Kirill
AU - Rost-Roszkowska, Magdalena M.
AU - Rouis, Mustapha
AU - Rouschop, Kasper M.A.
AU - Rovetta, Francesca
AU - Rubin, Brian P.
AU - Rubinsztein, David C.
AU - Ruckdeschel, Klaus
AU - Rucker, Edmund B.
AU - Rudich, Assaf
AU - Rudolf, Emil
AU - Ruiz-Opazo, Nelson
AU - Russo, Rossella
AU - Rusten, Tor E.rik
AU - Ryan, Kevin M.
AU - Ryter, Stefan W.
AU - Sabatini, David M.
AU - Sadoshima, Junichi
AU - Saha, Tapas
AU - Saitoh, Tatsuya
AU - Sakagami, Hiroshi
AU - Sakai, Yasuyoshi
AU - Salekdeh, Ghasem H.oseini
AU - Salomoni, Paolo
AU - Salvaterra, Paul M.
AU - Salvesen, Guy
AU - Salvioli, Rosa
AU - Sanchez, Anthony M.J.
AU - Sánchez-Alcázar, José A.
AU - Sánchez-Prieto, Ricardo
AU - Sandri, Marco
AU - Sankar, Uma
AU - Sansanwal, Poonam
AU - Santambrogio, Laura
AU - Saran, Shweta
AU - Sarkar, Sovan
AU - Sarwal, Minnie
AU - Sasakawa, Chihiro
AU - Sasnauskiene, Ausra
AU - Sass, Miklós
AU - Sato, Ken
AU - Sato, Miyuki
AU - Schapira, Anthony H.V.
AU - Scharl, Michael
AU - Schätzl, Hermann M.
AU - Scheper, Wiep
AU - Schiaffino, Stefano
AU - Schneider, Claudio
AU - Schneider, Marion E.
AU - Schneider-Stock, Regine
AU - Schoenlein, Patricia V.
AU - Schorderet, Daniel F.
AU - Schüller, Christoph
AU - Schwartz, Gary K.
AU - Scorrano, Luca
AU - Sealy, Linda
AU - Seglen, Per O.
AU - Segura-Aguilar, Juan
AU - Seiliez, Iban
AU - Seleverstov, Oleksandr
AU - Sell, Christian
AU - Seo, Jong B.ok
AU - Separovic, Duska
AU - Setaluri, Vijayasaradhi
AU - Setoguchi, Takao
AU - Settembre, Carmine
AU - Shacka, John J.
AU - Shanmugam, Mala
AU - Shapiro, Irving M.
AU - Shaulian, Eitan
AU - Shaw, Reuben J.
AU - Shelhamer, James H.
AU - Shen, Han Ming
AU - Shen, Wei Chiang
AU - Sheng, Zu Hang
AU - Shi, Yang
AU - Shibuya, Kenichi
AU - Shidoji, Yoshihiro
AU - Shieh, Jeng Jer
AU - Shih, Chwen Ming
AU - Shimada, Yohta
AU - Shimizu, Shigeomi
AU - Shintani, Takahiro
AU - Shirihai, Orian S.
AU - Shore, Gordon C.
AU - Sibirny, Andriy A.
AU - Sidhu, Stan B.
AU - Sikorska, Beata
AU - Silva-Zacarin, Elaine C.M.
AU - Simmons, Alison
AU - Simon, Anna K.atharina
AU - Simon, Hans Uwe
AU - Simone, Cristiano
AU - Simonsen, Anne
AU - Sinclair, David A.
AU - Singh, Rajat
AU - Sinha, Debasish
AU - Sinicrope, Frank A.
AU - Sirko, Agnieszka
AU - Siu, Parco M.
AU - Sivridis, Efthimios
AU - Skop, Vojtech
AU - Skulachev, Vladimir P.
AU - Slack, Ruth S.
AU - Smaili, Soraya S.
AU - Smith, Duncan R.
AU - Soengas, Maria S.
AU - Soldati, Thierry
AU - Song, Xueqin
AU - Sood, Anil K.
AU - Soong, Tuck W.ah
AU - Sotgia, Federica
AU - Spector, Stephen A.
AU - Spies, Claudia D.
AU - Springer, Wolfdieter
AU - Srinivasula, Srinivasa M.
AU - Stefanis, Leonidas
AU - Steffan, Joan S.
AU - Stendel, Ruediger
AU - Stenmark, Harald
AU - Stephanou, Anastasis
AU - Stern, Stephan T.
AU - Sternberg, Cinthya
AU - Stork, Björn
AU - Strålfors, Peter
AU - Subauste, Carlos S.
AU - Sui, Xinbing
AU - Sulzer, David
AU - Sun, Jiaren
AU - Sun, Shi Yong
AU - Sun, Zhi Jun
AU - Sung, Joseph J.Y.
AU - Suzuki, Kuninori
AU - Suzuki, Toshihiko
AU - Swanson, Michele S.
AU - Swanton, Charles
AU - Sweeney, Sean T.
AU - Sy, Lai King
AU - Szabadkai, Gyorgy
AU - Tabas, Ira
AU - Taegtmeyer, Heinrich
AU - Tafani, Marco
AU - Takács-Vellai, Krisztina
AU - Takano, Yoshitaka
AU - Takegawa, Kaoru
AU - Takemura, Genzou
AU - Takeshita, Fumihiko
AU - Talbot, Nicholas J.
AU - Tan, Kevin S.W.
AU - Tanaka, Keiji
AU - Tanaka, Kozo
AU - Tang, Daolin
AU - Tang, Dingzhong
AU - Tanida, Isei
AU - Tannous, Bakhos A.
AU - Tavernarakis, Nektarios
AU - Taylor, Graham S.
AU - Taylor, Gregory A.
AU - Taylor, J. Paul
AU - Terada, Lance S.
AU - Terman, Alexei
AU - Tettamanti, Gianluca
AU - Thevissen, Karin
AU - Thompson, Craig B.
AU - Thorburn, Andrew
AU - Thumm, Michael
AU - Tian, Feng Feng
AU - Tian, Yuan
AU - Tocchini-Valentini, Glauco
AU - Tolkovsky, Aviva M.
AU - Tomino, Yasuhiko
AU - Tönges, Lars
AU - Tooze, Sharon A.
AU - Tournier, Cathy
AU - Tower, John
AU - Towns, Roberto
AU - Trajkovic, Vladimir
AU - Travassos, Leonardo H.
AU - Tsai, Ting Fen
AU - Tschan, Mario P.
AU - Tsubata, Takeshi
AU - Tsung, Allan
AU - Turk, Boris
AU - Turner, Lorianne S.
AU - Tyagi, Suresh C.
AU - Uchiyama, Yasuo
AU - Ueno, Takashi
AU - Umekawa, Midori
AU - Umemiya-Shirafuji, Rika
AU - Unni, Vivek K.
AU - Vaccaro, Maria I.
AU - Valente, Enza M.aria
AU - Van den Berghe, Greet
AU - van der Klei, Ida J.
AU - van Doorn, Wouter
AU - van Dyk, Linda F.
AU - van Egmond, Marjolein
AU - van Grunsven, Leo A.
AU - Vandenabeele, Peter
AU - Vandenberghe, Wim P.
AU - Vanhorebeek, Ilse
AU - Vaquero, Eva C.
AU - Velasco, Guillermo
AU - Vellai, Tibor
AU - Vicencio, Jose M.iguel
AU - Vierstra, Richard D.
AU - Vila, Miquel
AU - Vindis, Cécile
AU - Viola, Giampietro
AU - Viscomi, Maria T.eresa
AU - Voitsekhovskaja, Olga V.
AU - von Haefen, Clarissa
AU - Votruba, Marcela
AU - Wada, Keiji
AU - Wade-Martins, Richard
AU - Walker, Cheryl L.
AU - Walsh, Craig M.
AU - Walter, Jochen
AU - Wan, Xiang Bo
AU - Wang, Aimin
AU - Wang, Chenguang
AU - Wang, Dawei
AU - Wang, Fan
AU - Wang, Fen
AU - Wang, Guanghui
AU - Wang, Haichao
AU - Wang, Hong Gang
AU - Wang, Horng Dar
AU - Wang, Jin
AU - Wang, Ke
AU - Wang, Mei
AU - Wang, Richard C.
AU - Wang, Xinglong
AU - Wang, Xuejun
AU - Wang, Ying Jan
AU - Wang, Yipeng
AU - Wang, Zhen
AU - Wang, Zhigang C.harles
AU - Wang, Zhinong
AU - Wansink, Derick G.
AU - Ward, Diane M.
AU - Watada, Hirotaka
AU - Waters, Sarah L.
AU - Webster, Paul
AU - Wei, Lixin
AU - Weihl, Conrad C.
AU - Weiss, William A.
AU - Welford, Scott M.
AU - Wen, Long Ping
AU - Whitehouse, Caroline A.
AU - Whitton, J. Lindsay
AU - Whitworth, Alexander J.
AU - Wileman, Tom
AU - Wiley, John W.
AU - Wilkinson, Simon
AU - Willbold, Dieter
AU - Williams, Roger L.
AU - Williamson, Peter R.
AU - Wouters, Bradly G.
AU - Wu, Chenghan
AU - Wu, Dao Cheng
AU - Wu, William K.K.
AU - Wyttenbach, Andreas
AU - Xavier, Ramnik J.
AU - Xi, Zhijun
AU - Xia, Pu
AU - Xiao, Gengfu
AU - Xie, Zhiping
AU - Xie, Zhonglin
AU - Xu, Da zhi
AU - Xu, Jianzhen
AU - Xu, Liang
AU - Xu, Xiaolei
AU - Yamamoto, Ai
AU - Yamamoto, Akitsugu
AU - Yamashina, Shunhei
AU - Yamashita, Michiaki
AU - Yan, Xianghua
AU - Yanagida, Mitsuhiro
AU - Yang, Dun Sheng
AU - Yang, Elizabeth
AU - Yang, Jin Ming
AU - Yang, Shi Y.u.
AU - Yang, Wannian
AU - Yang, Wei Y.uan
AU - Yang, Zhifen
AU - Yao, Meng Chao
AU - Yao, Tso Pang
AU - Yeganeh, Behzad
AU - Yen, Wei Lien
AU - Yin, Jia jing
AU - Yin, Xiao Ming
AU - Yoo, Ook Joon
AU - Yoon, Gyesoon
AU - Yoon, Seung Yong
AU - Yorimitsu, Tomohiro
AU - Yoshikawa, Yuko
AU - Yoshimori, Tamotsu
AU - Yoshimoto, Kohki
AU - You, Ho J.in
AU - Youle, Richard J.
AU - Younes, Anas
AU - Yu, Li
AU - Yu, Long
AU - Yu, Seong Woon
AU - Yu, Wai H.aung
AU - Yuan, Zhi Min
AU - Yue, Zhenyu
AU - Yun, Cheol Heui
AU - Yuzaki, Michisuke
AU - Zabirnyk, Olga
AU - Silva-Zacarin, Elaine
AU - Zacks, David
AU - Zacksenhaus, Eldad
AU - Zaffaroni, Nadia
AU - Zakeri, Zahra
AU - Zeh, Herbert J.
AU - Zeitlin, Scott O.
AU - Zhang, Hong
AU - Zhang, Hui Ling
AU - Zhang, Jianhua
AU - Zhang, Jing Pu
AU - Zhang, Lin
AU - Zhang, Long
AU - Zhang, Ming Yong
AU - Zhang, Xu D.ong
AU - Zhao, Mantong
AU - Zhao, Yi Fang
AU - Zhao, Ying
AU - Zhao, Zhizhuang J.
AU - Zheng, Xiaoxiang
AU - Zhivotovsky, Boris
AU - Zhong, Qing
AU - Zhou, Cong Zhao
AU - Zhu, Changlian
AU - Zhu, Wei Guo
AU - Zhu, Xiao Feng
AU - Zhu, Xiongwei
AU - Zhu, Yuangang
AU - Zoladek, Teresa
AU - Zong, Wei Xing
AU - Zorzano, Antonio
AU - Zschocke, Jürgen
AU - Zuckerbraun, Brian
N1 - Funding Information: flux(i.e.,therateofdelivbeingaskediswhetherDo noteryofautophagysubstratestolysosomeaparticularconditionchangesautophadsgiciswho,extentduedshisrtooveapoloirsightborgiesuanytoresearchetotherereason,rsin.couldnotbeincluded.thefieldofautophagy or the vacuole, followed by degradation), then assessment of This work was supported by National Institutes of Health Public steady-state levels of autophagosomes (e.g., by counting GFP-LC3 Health Service grant GM53396 to D.J.K. Due to space and other puncta, monitoring the amount of LC3-II without examining limitations, it is not possible to include all other sources of turnover, or by single time point electron micrographs) is not financial support.
PY - 2012/4/1
Y1 - 2012/4/1
N2 - In 2008 we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, research on this topic has continued to accelerate, and many new scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Accordingly, it is important to update these guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Various reviews have described the range of assays that have been used for this purpose. Nevertheless, there continues to be confusion regarding acceptable methods to measure autophagy, especially in multicellular eukaryotes. A key point that needs to be emphasized is that there is a difference between measurements that monitor the numbers or volume of autophagic elements (e.g., autophagosomes or autolysosomes) at any stage of the autophagic process vs. those that measure flux through the autophagy pathway (i.e., the complete process); thus, a block in macroautophagy that results in autophagosome accumulation needs to be differentiated from stimuli that result in increased autophagic activity, defined as increased autophagy induction coupled with increased delivery to, and degradation within, lysosomes (in most higher eukaryotes and some protists such as Dictyostelium) or the vacuole (in plants and fungi). In other words, it is especially important that investigators new to the field understand that the appearance of more autophagosomes does not necessarily equate with more autophagy. In fact, in many cases, autophagosomes accumulate because of a block in trafficking to lysosomes without a concomitant change in autophagosome biogenesis, whereas an increase in autolysosomes may reflect a reduction in degradative activity. Here, we present a set of guidelines for the selection and interpretation of methods for use by investigators who aim to examine macroautophagy and related processes, as well as for reviewers who need to provide realistic and reasonable critiques of papers that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a formulaic set of rules, because the appropriate assays depend in part on the question being asked and the system being used. In addition, we emphasize that no individual assay is guaranteed to be the most appropriate one in every situation, and we strongly recommend the use of multiple assays to monitor autophagy. In these guidelines, we consider these various methods of assessing autophagy and what information can, or cannot, be obtained from them. Finally, by discussing the merits and limits of particular autophagy assays, we hope to encourage technical innovation in the field.
AB - In 2008 we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, research on this topic has continued to accelerate, and many new scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Accordingly, it is important to update these guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Various reviews have described the range of assays that have been used for this purpose. Nevertheless, there continues to be confusion regarding acceptable methods to measure autophagy, especially in multicellular eukaryotes. A key point that needs to be emphasized is that there is a difference between measurements that monitor the numbers or volume of autophagic elements (e.g., autophagosomes or autolysosomes) at any stage of the autophagic process vs. those that measure flux through the autophagy pathway (i.e., the complete process); thus, a block in macroautophagy that results in autophagosome accumulation needs to be differentiated from stimuli that result in increased autophagic activity, defined as increased autophagy induction coupled with increased delivery to, and degradation within, lysosomes (in most higher eukaryotes and some protists such as Dictyostelium) or the vacuole (in plants and fungi). In other words, it is especially important that investigators new to the field understand that the appearance of more autophagosomes does not necessarily equate with more autophagy. In fact, in many cases, autophagosomes accumulate because of a block in trafficking to lysosomes without a concomitant change in autophagosome biogenesis, whereas an increase in autolysosomes may reflect a reduction in degradative activity. Here, we present a set of guidelines for the selection and interpretation of methods for use by investigators who aim to examine macroautophagy and related processes, as well as for reviewers who need to provide realistic and reasonable critiques of papers that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a formulaic set of rules, because the appropriate assays depend in part on the question being asked and the system being used. In addition, we emphasize that no individual assay is guaranteed to be the most appropriate one in every situation, and we strongly recommend the use of multiple assays to monitor autophagy. In these guidelines, we consider these various methods of assessing autophagy and what information can, or cannot, be obtained from them. Finally, by discussing the merits and limits of particular autophagy assays, we hope to encourage technical innovation in the field.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84862295360&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=84862295360&partnerID=8YFLogxK
M3 - Article
C2 - 22966490
AN - SCOPUS:84862295360
SN - 1554-8627
VL - 8
SP - 445
EP - 544
JO - Autophagy
JF - Autophagy
IS - 4
ER -