拿下诺奖的“细胞自噬”到底有啥用

导 语自噬,字面意思就是“将自己吃掉”。不过,细胞自噬可不是简单的细胞自杀或细胞凋亡。细胞自杀是一种不可逆的死亡机制,而细胞自噬是一种生存机制,两者不可相提并论。

2016年的诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典,因为他发现了细胞自噬的机制。细胞自噬是什么?在进一步揭示生命奥秘方面究竟有何作用?

细胞懂得“自我救赎”

细胞自噬机制,对于生物、医学圈之外的人们来说,可能是一个相对陌生的名词。

“细胞自噬”到底有啥用

自噬,字面意思就是“将自己吃掉”。不过,细胞自噬可不是简单的细胞自杀或细胞凋亡。细胞自杀是一种不可逆的死亡机制,而细胞自噬是一种生存机制,两者不可相提并论。前者是细胞自身遭遇巨大伤害后的自我放弃,保护其他细胞免于伤害。后者是细胞在逆境中通过消化一些自身多余东西进而自救的一种措施,旨在维持基本生命活动,更形象地说,这是一种细胞的“自我救赎”。
细胞自噬已经被研究了50多年,最早研究细胞自噬并提出这一概念的是比利时的科学家杜夫。他在20世纪50年代通过电子显微镜观察细胞的内部情况时,发现溶酶体是细胞内的一种细胞器,其功能是处理细胞摄入的营养物质并分解较大的颗粒。与此同时,他也发现了自噬现象,并且在1963年溶酶体国际会议上首先提出了“自噬”的概念。因此,他和他的同事、电子显微镜专家克洛德、帕拉迪分享了1974年诺贝尔生理学或医学奖。
细胞自噬通常发生在细胞或者机体缺乏能量、受到环境胁迫之时,如在缺乏氨基酸、缺氧的情况下,细胞里会产生双层膜结构,包裹自己的一部分细胞质运送到溶酶体进行降解。自噬的出现是因为细胞在新陈代谢过程中,会不断产生受损伤的细胞器,如受损的线粒体、蛋白质聚合体等,这就需要细胞清理它们。通过自噬作用,组织和细胞对自身不断地清理,以保持细胞的稳态平衡,这个作用有点像人用吸尘器清洁卫生。细胞自噬,是把细胞内“坏掉”的一些成分进行“清道夫”式的清除,是细胞内一些成分和结构更新的正常途径。
细胞自噬与细胞自杀或细胞凋亡有相似处,也相辅相成,二者共用相同的刺激因素和调节蛋白,但是诱发阈值和门槛不同,它们之间是如何转换和协调的目前还不清楚。细胞凋亡和细胞自噬是细胞生物学最热门的研究领域。细胞凋亡机理的研究结果已经获得2002年的诺贝尔生理学或医学奖。自噬机制就好比是细胞自身净化和实现自动环保的一条运输线,它将细胞内代谢废物以及一些过期无用或有损伤的细胞零件,装到其独特的运输工具——自噬小体中,然后沿着特定路线送到“垃圾加工厂”——溶酶体中进行回收和废物再利用。自噬机制还能在细胞能量匮乏时开启紧急运输通道,以供应能量。因此,自噬机制是细胞内庞大运输网络体系中非常重要的一部分。

疾病防治打开新思路

在21世纪,自噬已经从一个生物学名词摇身变为非常重要的生物学领域。大量研究证明,细胞自噬与许多疾病、衰老和生命现象相关,不少先前不得其解的疑难杂病,都因为自噬研究的进展获得了崭新的认识与防治思路。

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