好神奇呀！原來還能自己吃自己？沒想到你是這樣的細胞！

自噬，自噬，不就是自己吃自己么？

今年的諾貝爾生理學或醫學獎又發給了一個日本人，大隅良典。這是誰啊。這可是一個在行業里鼎鼎大名的人喲。頒獎給他的理由就是他發現了細胞自噬的機制。細胞大家都知道，那自噬又是什麼鬼？讓我們一一道來。

大隅良典研究的是釀酒酵母的自噬機制。釀酒酵母是一種模式生物，非常經典。經過20多年的研究，酵母里已經發現了34種與自噬有關的基因。那自噬到底是什麼？

其實自噬就是自己吃自己。只不過不是用嘴吃，畢竟細胞沒有嘴嘛。自噬就是細胞自己降解自己的結構，把一些暫時用不上的零件，拆解變成最小的模塊，然後重新組裝成自己需要的東西。這就是自噬了。

在植物細胞和酵母細胞里，自噬在液泡里發生。在動物細胞里，自噬在溶酶體里發生。從一個蛋白質到整個細胞器，都是可以降解的。當然，這些東西都是氨基酸組成的。

自噬是細胞內分解代謝的一種途徑。除此之外還有一種途徑，稱之為泛素蛋白酶體途徑。簡單說就是把蛋白質上加個泛素，做個標記，然後送進蛋白酶體去消化。

自噬發現的歷史是這樣的。

首先，1956年的時候 Clark用電鏡在小鼠的腎細胞里發現一些膜結構的東西，還挺充實，裡面含有很多細胞質里的東西，甚至有線粒體。

然後在1963年開了一個溶酶體會議，, Christian de Duve第一次把這種東西稱為自噬。

到了上世紀90年代，Daniel J.Klionsky和Yoshinori Ohsumi（就是大隅良典）開始用酵母研究自噬了。

再後來就是越來越多科學家加入了研究自噬的隊伍。

細胞自噬分為三種方式。這是根據如何打包物質和如何運送物質來劃分的。

第一種叫宏自噬，也叫巨自噬，顧名思義就是比較大，細胞膜或者其他的雙層膜去把那些不想要的東西包裹起來，然後和溶酶體融合。這一般是比較大的細胞器之類。

第二種叫微自噬。顧名思義就是比較小，就是溶酶體或者液泡直接用自身去吞噬那些需要降解的東西。也許是細胞器，也許是蛋白質。

第三種叫分子伴侶介導的自噬。這個是指分子伴侶將細胞內的蛋白質先從摺疊狀態恢復為未摺疊的狀態，再放到溶酶體里。

這三種自噬就是自噬全部的方式了。第一種是最主要，也是研究最透徹的。所以狹義上巨自噬就是自噬了。

另外，自噬分為兩種，非選擇性自噬和選擇性自噬。在酵母中，選擇性自噬還分為cvt途徑，線粒體自噬和過氧化物酶體自噬。第一個的意思是把細胞中的氨基膚酶 、 甘露糖酶等酶的前體送到液泡里，把這些酶激活，再送回細胞質，從而發揮其水解酶的作用。

酵母細胞里只有第一種，巨自噬。

自噬是這樣發生的。

第一步是細胞核發出一種信號，指示細胞里某個部分需要降解了，或者是那些垃圾誘導細胞產生了某種反應，於是自噬發生了。

這些信號被細胞接受以後，酵母細胞里是在一個稱為Atg8的蛋白質附近，也稱為PAS附近，形成自噬體。而哺乳動物細胞是在內質網和線粒體接觸的某個地方，開始逐漸形成一種扁平的，類似碗的形狀的一種雙層膜結構。

這種結構不斷延伸，擴張，最後變成了自噬體。這個膜可能是是某些細胞器膜分出一部分去包裹那些將要被降解的東西，比如如內質網、高爾基體、內吞體、質膜和線粒體都有可能。當然也有可能是在原地立馬組裝出一張膜來。包裹起那些不要的東西。這一步就是形成了自噬體。這是暫時的。

第二步就是自噬體逐漸擴張，收口，包裹那些垃圾了。自噬體是球型的。

第三步就是自噬體和液泡或者溶酶體融合了。反正都是膜，融合起來毫無壓力。

第四步也是最後一步，就是自噬體和液泡或者溶酶體融合以後，那些不要的東西在某些酶的作用下分解了。分解成氨基酸脂肪酸之類，剩下的殘渣就排出細胞了。當然也可能暫時留著。說不定能廢物利用呢。

提到自噬，你一定還能想到一個詞。凋亡。那這倆是不是一回事呢？

答案是否定的。自噬和凋亡不是一回事。那他們有沒有關係？這個必須有了。

細胞死亡分為三種，壞死，凋亡，自噬性細胞死亡。自噬和凋亡是並列的。

壞死就是機體受到損傷，細胞代謝停止，功能喪失。溶酶體里的水解酶釋放分解了整個細胞，或者是白細胞大老遠的跑來釋放了水解酶。

凋亡也稱為1型程序性細胞死亡。依靠的是胱冬肽酶等一大堆水解酶。細胞凋亡有以下特點：染色體濃聚、 細胞皺縮、DNA 降解和凋亡小體形成。這個是高中生物書上就有的啦。最後殘餘部分被巨噬細胞吃掉。

而自噬也叫2型程序性細胞死亡。這個純粹是依靠溶酶體的。不依賴某些酶。

那凋亡和自噬有什麼關係？凋亡和自噬是一種動態平衡。自噬可能比凋亡早發生，從而啟動凋亡。自噬也可能抑制凋亡，從而保護細胞。自噬還可能向凋亡轉化。

就這三步，自噬就完成了。但是這裡面有一個問題。最初包裹那些垃圾的膜是從哪來的呢？

在酵母里，這個過程是這樣發生的。膜會在自噬體組裝位點（PAS，這個位置是靠近液泡的），在Atg8還有其他蛋白質的作用下開始擴展生長。然後就這麼長成了自噬體。

而在哺乳動物細胞里，過程就不一樣了。形成自噬體的區域是分散在整個細胞里的。於是我們現在有非常多的假說。

第一種假說認為，自噬體膜是來自內質網的。而自噬體就形成在內質網和線粒體接觸的地方。所以還要一直說法認為自噬體膜來自線粒體外膜。

還有三種假說分別認為自噬體膜來自高爾基體，內吞體（就是從細胞膜上的胞飲）還要細胞膜。這些假說各有證據，目前還很難說哪一個是對的。也許都是對的。誰知道呢。

自噬就是這麼個玩意。你大概懂了不？自噬在細胞里是一個非常保守的過程，很少進化。自噬的出現是為了適應環境，尤其是碰上不好的年景，比如缺乏營養啦，餓著啦，壓力特別大啦，或者氧氣水分特別少什麼的，就需要自噬了。

自噬現在對於臨床研究非常重要。比如，腫瘤經常在環境非常差的時候還能生長，就是因為腫瘤細胞的自噬非常劇烈。所以理論上如果阻斷了腫瘤細胞的自噬，它們不就不會生長了嗎？

再比如一些神經退行性疾病，如帕金森，就是大腦里出現了一些錯誤摺疊的蛋白質。而且還清除不掉。本質上也是自噬出了問題。

自噬還和免疫有關。總之，自噬目前的研究還不夠深入，尤其是關於自噬的基因和自噬的機制。所以，我們就等待科學家們再努力一下吧~

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