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日本科学家凭细胞自噬研究摘诺奖
细胞“把自己吃掉”的奇特现象,与肿瘤、衰老等几乎所有生命现象有关
发布时间:2016-10-04 来源:文汇报 唐闻佳 【字号:  

  大隅良典生于1945年,是东京工业大学教授、分子细胞生物学家,他在细胞自噬作用的研究中取得了重要成果,为阐明细胞适应环境的机制、细胞自噬作用原理及其生理意义作出重要贡献。新华社/路透

  细胞“自己把自己吃掉”,这原被认为是一个再平常不过的生物现象,但当科学家逐渐发现,这个过程与肿瘤、代谢疾病、衰老等几乎所有的生命现象有关,一切就变得不同了。昨天,斯德哥尔摩传来消息,日本分子细胞生物学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)凭借发现“把自己吃掉”的细胞自噬机制,摘获2016年诺贝尔生理学或医学奖。

  细胞自噬,是细胞分解和再利用的一个基本过程。大隅良典的工作不但揭示了一种基本的细胞机能,更为许多疾病机理的阐明铺平了道路。

  所谓“自噬”,即在特定条件下,细胞会消化掉内部的蛋白、细胞膜或细胞器。可以简单理解为,人饿急了,会吃掉自己身上的肉。这是细胞中存在的一种奇妙现象,有科学家形容它为“壮士断腕”的感觉,也有科学家称此为细胞“为了生存的豪赌”。

  “自噬”(autophagy)的英文单词来源于希腊语“auto”(自我)和“phagein”(吃),意为“自己把自己吃掉”。20世纪50年代中期,比利时科学家克里斯汀·德·迪夫观察到细胞里的一个新的专门“小隔间”(学名是细胞器),其中包含消化蛋白质、碳水化合物和脂质的酶。这个专门隔间被称作“溶酶体”,相当于降解细胞成分的工作站。到60年代,进一步研究发现,有一种新型的囊泡负责运输细胞货物进入溶酶体进行降解,这种囊泡后来被命名为“自噬体”。克里斯汀·德·迪夫为此还发明了“自噬”这个词,并在1974年摘得诺贝尔生理学或医学奖。

  不过科学故事的发展并不如此顺利。在自噬概念被提出的数十年后,人们才对自噬机制有了更详细的了解和更为激动人心的发现。日本科学家大隅良典是解开自噬机制谜团的重要人物。

  大隅良典的主要研究是酵母自噬机制。它研究的是酵母中的一种液泡,也是一种细胞器,在酵母中的地位和人体中溶酶体的地位类似,因而常被用作人类细胞的模型。1992年,东京工业大学的大隅良典发现,在缺乏营养的情况下,酵母细胞出现了大量的自噬现象。这是人类首次在酵母中看到自噬现象。数年后,他的团队成功克隆出第一酵母自噬基因ATG1基因。之后,又有30多个ATG基因被人类找到,和自噬有关的信号通路才得以被阐明。

  “细胞自噬原是一种普遍存在的生理现象,但直到最近5-10年才真正被重视。原来认为自噬只是细胞自我吞噬,一种新陈代谢的自然现象。但近年来发现,其在细胞饥饿、应激、感染状态下起重要保护作用。另一方面,自噬又可能在肿瘤发病中发挥作用,使它成为肿瘤治疗的新靶点。”复旦大学附属华山医院皮肤科副主任医师张成锋告诉记者,正由于大隅良典和紧随他步伐的研究者的工作,越来越多的科学家发现,细胞自噬控制着许多重要的生理功能。

  目前已知细胞自噬能快速提供燃料供应能量,或提供材料来更新细胞部件,因此在细胞面对饥饿和其它种类的应激时,它发挥着不可或缺的作用。

  在遭受感染后,细胞自噬能消灭入侵的细胞内的细菌或病毒。自噬对胚胎发育和细胞分化也有贡献。另外,细胞还能利用自噬来消灭受损的蛋白质、细胞器,这对抵抗衰老带来的负面影响有举足轻重的意义。简言之,如果自噬过程“不好好工作”,就会导致多种疾病。这包括肿瘤、帕金森症、阿尔兹海默症、心肌病、糖尿病等。

  “细胞自噬研究已经变得越来越重要,因为大家发现,肿瘤疾病、代谢病疾病、老年病等各种疾病现象,甚至生命现象,它都有参与。理解并调控细胞自噬过程,不仅有助于对抗疾病,更能让我们距离打开生命之谜又近了一步。”上海交通大学基础医学院院长程金科教授告诉记者,细胞自噬已成为当前生命科学最热的研究领域之一,是生命科学的“闪亮新星”。

  人们知道自噬机制的存在已有50多年,但它在生理医学领域的核心重要性,是在大隅良典20世纪90年代开拓性的研究后才被人们广泛意识到。

(责任编辑:侯茜)
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