2016年諾貝爾醫學獎:搞清楚細胞自噬這件事!
10月3日,瑞典卡羅林斯卡醫學院揭曉了本年度諾貝爾生理學或醫學獎的獲得者:因在細胞自噬領域作出傑出貢獻的日本科學家大隅良典。
細胞的自我吞噬
細胞自噬(autophagy),字面意思就是自己把自己吃了。
早在60年代,科學家們就發現了細胞能用膜將自身的一部分物質包裹起來,形成囊泡樣的自噬體(autophagosome),再送到溶酶體(lysosome)中摧毀、降解,並被細胞重新回收利用。
(諾貝爾官方網站上介紹細胞自噬機制頁面的圖例說明)
溶酶體由可消化蛋白質的酶、碳水化合物、脂質等組成,就像一個負責降解細胞內容物的大工廠,在細胞自噬機制中起著非常重要的作用。比利時科學家Christian de Duve因為發現溶酶體被授予了1974年的諾貝爾生理學或醫學獎,自噬(autophagy)這個詞也是Christian de Duve發明的。
不過對細胞自噬機制的研究一直困難重重,一直到90年代大隅良典通過一系列精妙的實驗發現了細胞自噬的關鍵基因,人類對細胞自噬機制才有了更深一步的理解。
自噬機制在我們的身體中到底有什麼作用?
(諾貝爾生理學或醫學獎獎章圖案)
自從1988年建立了自己的實驗室之後,大隅良典一直致力於細胞自噬作用的研究。也正是大隅良典的開拓性工作為細胞自噬領域的研究打開了一個嶄新的局面,使得自噬機制在生理學和醫學中的重要作用漸漸為人們所知。
(東京工業大學官方網站上關於大隅良典研究室的頁面)
自噬機制在機體中具有以下生理功能。
1.移除受損或無用的細胞器
2.移除受損的蛋白質
3.消滅入侵細胞內部的病原體
4.維持營養與能量平衡
自噬機制是維持細胞正常功能的關鍵環節之一,當自噬機制受到影響,機體中的廢物無法順利降解回收,過分堆積就會導致疾病。
自噬機制的研究能夠幫助解決哪些疾病?
瑞典卡羅林斯卡學院的教授Chister Hoog在接受路透社的採訪中說到,大隅良典的工作幫助解釋了人類成長的關鍵進程:從成長到衰老,再到被疾病壓垮。隨著細胞自噬機制過程的闡明,會給醫學帶來哪些進展呢?具體到我們的疾病和身體健康方面會有哪些影響呢?
1.胚胎髮育和細胞分化
無論是胚胎髮育還是細胞分化都需要自噬機制來處理大量的棄置細胞器。對受損的細胞器和蛋白質的回收利用在抵抗衰老等負面影響中具有重要作用。
2.飢餓等刺激反應
通過自噬機制回收分解,可以迅速提供能量、更新細胞部件,以回應飢餓等各種刺激。
3.細菌和病毒感染
在面對各種傳染病時,通過自噬機制可以消滅入侵細胞內部的病原體。
4.癌症
自噬機制異常會導致出現癌細胞,癌細胞可以通過自噬機制充饑延長壽命等。
5.神經退行性疾病
自噬機制失調,導致細胞內廢物、垃圾增多,會影響機體正常的功能發揮。
大隅良典的研究成果會幫助人們更好地理解異常的自噬過程和帕金森氏病、2型糖尿病、傳染性疾病、癌症等疾病之間的關聯,相信不久的未來人類在面對這些疾病時會有更多的選擇。
來源:KK健康
審稿:健康科普分會
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