導(dǎo)讀:71歲的日本科學(xué)家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因其發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬機(jī)制獲獎(jiǎng)十电。
今天下午,2016年醫(yī)學(xué)界最受關(guān)注獎(jiǎng)項(xiàng)——諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)公布叹螟,71歲的日本科學(xué)家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因其發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬機(jī)制獲獎(jiǎng)鹃骂,而這是細(xì)胞自噬領(lǐng)域第二次獲此殊榮。而大隅良典教授接到獲獎(jiǎng)通知時(shí)非常驚訝罢绽,他還在東京工業(yè)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究畏线。
那什么是細(xì)胞自噬?它和臨床醫(yī)學(xué)又有什么關(guān)系良价?
細(xì)胞自噬——不是細(xì)胞自殺寝殴,而是破釜沉舟
細(xì)胞自噬(Autophagy),是細(xì)胞在自噬相關(guān)基因(Atg)的調(diào)控下利用溶酶體降解自身受損的細(xì)胞器和大分子物質(zhì)的過程明垢,也就是“自己吃自己”(Self-Eating)蚣常。這是真核生物中對細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行周轉(zhuǎn)的一種進(jìn)化上保守的重要過程,其實(shí)這就是存在于真核生物中一種高度保守的代謝過程痊银,參與了調(diào)節(jié)細(xì)胞物質(zhì)的合成抵蚊,降解和重新利用之間的代謝平衡,影響到了生物生命過程的方方面面溯革。
細(xì)胞自噬根據(jù)發(fā)生過程贞绳,分為大自噬(Macroautophagy),溶酶體主動(dòng)并直接吞噬胞漿成分的微自噬(Microautophagy)以及分子伴侶介導(dǎo)的自噬(CMA)致稀,一般情況都指大自噬冈闭。
細(xì)胞自噬的過程如下:
1)細(xì)胞接受自噬誘導(dǎo)信號后,在胞漿的某處形成一個(gè)小的類似"脂質(zhì)體"樣的膜結(jié)構(gòu)豺裆,然后不斷擴(kuò)張拒秘,被稱為“吞噬泡(Phagophore)”号显。
2)吞噬泡不斷延伸臭猜,將胞漿中的任何成分,全部攬入押蚤,然后"收口"蔑歌,成為密閉的球狀的“自噬體(Autophagosome)”。
3)自噬體形成后揽碘,可與細(xì)胞內(nèi)吞的吞噬泡次屠、吞飲泡和內(nèi)體融合(這種情況不是必然要發(fā)生的)园匹。
4)自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體(Autophagolysosome),期間自噬體的內(nèi)膜被溶酶體酶降解劫灶,兩者的內(nèi)容物合為一體裸违,自噬體中的"貨物"也被降解,產(chǎn)物(氨基酸本昏、脂肪酸等)被輸送到胞漿中供汛,供細(xì)胞重新利用,而殘?jiān)虮慌懦黾?xì)胞外或滯留在胞漿中涌穆。
這個(gè)過程是細(xì)胞在面對短暫生存壓力時(shí)采取的措施怔昨,降解非必需成分養(yǎng)活自己,或者分解潛在毒性蛋白避免細(xì)胞損害宿稀〕靡ǎ可以說這種極端的方式絕對是一種破釜沉舟——不成功便成仁。
細(xì)胞自噬對臨床醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn)
說了這么多都是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的研究進(jìn)展祝沸,醫(yī)生們更關(guān)心的是矮烹,這個(gè)領(lǐng)域在臨床醫(yī)學(xué)有何作為。
細(xì)胞自噬在機(jī)體的免疫奋隶、感染擂送、炎癥、腫瘤唯欣、心血管病嘹吨、神經(jīng)退行性病的發(fā)病中具有十分重要的作用。目前研究最熱的三類疾病是腫瘤境氢、神經(jīng)退行性疾病和免疫性疾病蟀拷。其中在腫瘤的作用爭論最大,主要表現(xiàn)自噬基因敲除的動(dòng)物自發(fā)腫瘤增多萍聊,相反自噬基因敲除后问芬,增加了化療、放療寿桨、免疫治療的敏感性此衅。
作為免疫抑制劑的雷帕霉素因其自噬誘導(dǎo)性,現(xiàn)在被許多研究機(jī)構(gòu)作為治療帕金森病和阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病的試驗(yàn)藥物亭螟;而許多化妝品中含有的神經(jīng)酰胺也是自噬誘導(dǎo)劑挡鞍,因而具有所謂“抗衰老”作用。
另一方面预烙,抑制胃癌墨微、卵巢癌等惡性腫瘤增殖并增強(qiáng)其化療敏感性的巴弗洛霉素A1就是自噬抑制劑;而臨床上廣泛治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)扁掸、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎甚至最初被用來治療瘧疾的羥氯喹就具有自噬抑制性翘县。
細(xì)胞自噬與諾獎(jiǎng)的緣分
細(xì)胞自噬是現(xiàn)今生物學(xué)界的熱門領(lǐng)域最域,而這也是細(xì)胞自噬領(lǐng)域第二次獲得諾獎(jiǎng)。第一次是在1974年锈麸,由這一領(lǐng)域的祖師爺镀脂,比利時(shí)科學(xué)家Christian de Duve因發(fā)現(xiàn)溶酶體獲獎(jiǎng)。而這位宗師級人物自己選擇“安樂死”作為最終的歸宿忘伞。
大隅良典的獲獎(jiǎng)可以說既出人意料又在意料之中狗热。因?yàn)榻衲隃吠甘穷A(yù)測腫瘤免疫治療領(lǐng)域獲獎(jiǎng),而3年前預(yù)測的就是細(xì)胞自噬領(lǐng)域虑省,其中大隅良典教授是獲獎(jiǎng)大熱門匿刮。
在此之前,大隅良典教授因其成功克隆了第一個(gè)酵母自噬基因Atg1以及自噬特征蛋白LC3成為了該領(lǐng)域的泰斗探颈。而今年他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文成功探明了細(xì)胞自噬的啟動(dòng)機(jī)制熟丸,這或許是將他推上諾獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)獎(jiǎng)臺的“最終一擊”。
不過有意思的是伪节,當(dāng)年在醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)時(shí)光羞,細(xì)胞自噬似乎并不是考試重點(diǎn)。諾獎(jiǎng)這一出估計(jì)會讓不少學(xué)弟學(xué)妹們淚流滿面怀大。