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细胞自噬

细胞自噬

近年来,细胞自噬——这一生命科学领域的热门研究概念越来越受到科学界的关注。2016年10月,瑞典卡罗琳学院宣布将2016年诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典,以表彰他在细胞自噬的分子机制和生理功能课题上的开拓性研究。诺贝尔委员会表示,大隅良典的发现有助了解细胞如何自行循环回收,研究人类身体如何适应饥饿和对感染作出反应,他的发现对研究癌症和包括帕金森病、阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病有重大帮助。

“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。但其实,细胞自噬理论由来已久。一言以蔽之,就是细胞在饥饿的时候,能把自己体内的无用或有害物质自行吃掉以提供自己生存需要的能量。自噬理论的关键是“细胞饥饿”,所以“辟谷断食”是自噬理论的主要途径。某种意义上讲,这次等于“辟谷断食”获得了人类生命科学的“诺贝尔医学奖”!那么,细胞自噬在揭示生命奥秘方面究竟有何作用?断食又能给人的健康带来什么?

细胞懂得“自我救赎”

事实上,细胞自噬就是一种细胞自身成分降解和循环的基本过程。通俗地说,细胞可以通过降解自身的非必需成分来提供营养和能量,也可以降解一些毒性成分以阻止细胞损伤和凋亡。

上海交通大学医学院临床医学院教授解释,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,“细胞应对外界的一些压力比如营养缺乏时,自噬通过降解自身非必需成分来提供营养和能量,从而维持细胞的生命。同时,自噬还可降解被细胞吞噬进来的外界物质,包括一些死亡的细胞和一些脂类物等,从而对机体起到保护作用。正因如此,大隅良典的发现对预防和治疗与自噬相关的疾病包括肿瘤及神经类疾病有重要意义。”

如此看来,自噬更像是身体组织在走投无路时进行的一场豪赌。

“辟谷断食”开启健康法门

大隅良典的发现,就是说细胞在饥饿的时候,能把自己体内的无用或有害物质自行吃掉以提供自己生存需要的能量。限制养料的供给,细胞加速自噬,因此,当个体衰老时,限制热量的摄取,也许能提高自噬作用的效率。所以,理论上可以通过调整饮食来提高细胞自噬,从而达到延缓衰老的目的。

众所周知,民以食为天。食物和阳光、空气、水一样,是人类赖以生存的基本条件。而“断食”,就是让身体各器官休息,是让机体排除多余脂肪、垃圾、毒素,恢复自愈力的方法,古代也称辟谷。其实,断食延寿这个概念古已有之。“不食五谷,吸风饮露”——《庄子·逍遥游》的语句是道家辟谷养生最早的记载。在我国古代很早就有辟谷养生法,它是断食更科学化的延伸。动物若是生了病受了伤,在它痊愈以前绝对不吃任何东西,这是自然赋予的本能,通过减少食物能够让身体机能迅速恢复。而在国外,古希腊的医师希波克拉底就经常用断食治疗他的病人。虽然希波克拉底的说法在我们今天看来并不准确,但是关于轻断食与健康和抗衰老关系的研究却一直在延续。

所以,业界普遍认为,“辟谷断食”是自噬理论的主要途径。

为疾病防治打开新思路

随着大隅良典因细胞自噬机制获得2016年诺贝尔生理学或医学奖,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。

自噬与癌症

研究人员发现,抑制细胞的自噬过程能够有效阻断肿瘤细胞迁移和动物肿瘤模型中的乳腺癌转移。自噬是高度转移性肿瘤细胞运动和侵袭所必须的一个生物学过程,抑制自噬或许是临床上阻断肿瘤转移扩散的一个有效方法。结合自噬作用也可以让药物治癌产生更好的效果。在治疗癌症时可根据不同癌细胞自噬的机理和过程配以不同药物,以取得更好疗效。

自噬与肥胖

人体内存在棕色和白色两种脂肪,白色脂肪堆积在皮下负责储存多余热量,棕色脂肪负责分解引发肥胖的白色脂肪,将后者转化成二氧化碳,可阻止肥胖。研究证明,自噬介导的线粒体清除是导致棕色脂肪细胞向白色脂肪细胞转变的一个关键调控过程,抑制该过程可以维持棕色脂肪细胞的形态和功能,让白色脂肪细胞棕色化,找到治疗肥胖或减肥的新方法。

自噬与神经系统疾病

人体中的神经细胞能不能长寿,自噬细胞起到了关键作用。帕金森、阿尔兹海默病、脊髓硬化导致的肌萎缩等病,都跟神经细胞的不正常死亡有关。帕金森病人的脑细胞里有一种有害的突触蛋白,积聚到一定程度时自噬机制会停摆。所以在疾病一开始,我们就可以触发自噬机制去吃掉这种蛋白,防患于未然。阿尔兹海默病刚好相反,它需要抑制自噬机制。阿尔兹海默病患者脑细胞的自噬过于活跃,想要吃掉淀粉样蛋白,逐步损伤脑细胞。抑制了自噬机制后,可减缓阿尔兹海默病的发展。

自噬与肺结核

病毒和细菌的感染是造成人类疾病与死亡的主要原因,如果这些东西在细胞膜外面,可用免疫细胞来对付;如果入侵到细胞内部,那自噬过程能不能保护细胞呢?巨噬细胞是一种特别能吃的免疫细胞,会把细菌、病毒吃进去,再通过自噬彻底消灭。但是,肺结核可以抵抗这种自噬。

自噬与延缓衰老

自噬作用可能还决定着人类的寿命。许多疾病的发病率都会随年龄增长而升高,这可能是因为年龄增大后自噬作用的效率降低了。最新研究显示,如果能阻止自噬作用的效率降低,实验动物体内就不会有受损蛋白或细胞器的累积。

自噬是目前生命科学领域研究的热点,细胞自噬的研究前景非常美好,大量研究也正在如火如荼地进行中。然而,自噬是一个非常复杂的细胞生物学现象,还有许多有关自噬的问题科学家们并没有完全了解,自噬现在还处于基础研究阶段。研发病灶自噬的药物是科研人员的追求,也是患者苦苦守候的希望。在此,我们也拭目以待!