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2016年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予日本科學家大隅良典,因為他發(fā)現(xiàn)了細胞自噬的機制。細胞自噬是什么?在進一步揭示生命奧秘方面究竟有何作用?
細胞自噬機制,對于生物、醫(yī)學圈之外的人們來說,可能是一個相對陌生的名詞。
自噬的字面意思就是“將自己吃掉”。不過,細胞自噬可不是簡單的細胞自殺或細胞凋亡。細胞自殺是一種不可逆的死亡機制,而細胞自噬是一種生存機制,兩者不可相提并論。前者是細胞自身遭遇巨大傷害后的自我放棄,可保護其他細胞免于傷害。后者是細胞在逆境中消化一些自身多余的東西進而自救的一種措施,旨在維持基本生命活動,更形象地說,這是一種細胞的“自我救贖”。
大量研究證明,細胞自噬與許多疾病、衰老和生命現(xiàn)象相關,不少人們先前百思不得其解的疑難雜癥,都因為自噬研究的進展獲得了嶄新的認識與防治思路。
美國芝加哥大學的研究人員最近發(fā)現(xiàn),抑制細胞的自噬過程能夠有效阻斷腫瘤細胞遷移和動物腫瘤模型中的乳腺癌轉(zhuǎn)移。自噬是高度轉(zhuǎn)移性腫瘤細胞運動和侵襲所必需的一個生物學過程,抑制自噬或許是臨床上阻斷腫瘤轉(zhuǎn)移擴散的一個有效方法。
利用自噬作用也可以讓藥物(化療)治癌產(chǎn)生更好的效果。美國科羅拉多大學癌癥中心的研究顯示,腫瘤受到抗癌藥物攻擊時,一些較敏感的細胞死亡,但另一些有抵抗力的細胞存活下來。原因在于這些敏感細胞和抵抗細胞在自噬凈化過程中表現(xiàn)的能力不同。這提示,在治療癌癥時可根據(jù)不同癌細胞自噬的機制和過程配以不同藥物,以取得更好療效。
人體內(nèi)存在棕色和白色兩種脂肪。白色脂肪堆積在皮下,負責儲存多余熱量;棕色脂肪負責分解引發(fā)肥胖的白色脂肪,將后者轉(zhuǎn)化成二氧化碳,可阻止肥胖。
美國加州大學舊金山分校的研究人員最近發(fā)表論文指出,自噬介導的線粒體清除是導致棕色脂肪細胞向白色脂肪細胞轉(zhuǎn)變的一個關鍵調(diào)控過程,抑制該過程可以維持棕色脂肪細胞的形態(tài)和功能,讓白色脂肪細胞棕色化,從而找到治療肥胖或減肥的新方法。
人體中的神經(jīng)細胞能不能長壽,自噬細胞起到了關鍵作用。帕金森病、阿爾茨海默癥、脊髓硬化導致的肌萎縮等病,都跟神經(jīng)細胞的不正常死亡有關。
帕金森病患者的腦細胞里有一種有害的突觸蛋白,積聚到一定程度時自噬機制會停擺。所以在疾病一開始,我們就可以觸發(fā)自噬機制去吃掉這種蛋白,防患于未然。阿爾茨海默癥剛好相反,它需要抑制自噬機制。抑制了自噬機制后,可減緩阿爾茨海默癥的發(fā)展。
病毒和細菌的感染是造成人類疾病與死亡的主要原因。巨噬細胞是一種特別能吃的免疫細胞,會把細菌、病毒吃進去,再通過自噬徹底消滅。但是,肺結(jié)核可以抵抗這種自噬,有研究人員嘗試用自噬機制治療肺結(jié)核。劍橋大學醫(yī)學院的研究者就發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的一些藥比如治療癲癇的立痛定,能夠極大地激活巨噬細胞的自噬作用。
自噬作用還可能決定人類的壽命。許多疾病的發(fā)病率都會隨年齡增長而升高,這可能是因為年齡增大后自噬作用的效率降低了。最新研究顯示,如果能阻止自噬作用的效率降低,實驗動物體內(nèi)就不會有受損蛋白的累積。
2016年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎評選委員會發(fā)布的新聞公報指出,大隅良典的研究成果有助于人類更好地了解細胞如何實現(xiàn)自身的循環(huán)利用。在適應饑餓或應對感染等許多生理進程中,細胞自噬機制都有著重要意義。