南大專家:細胞自噬是把"雙刃劍" 要合理駕馭

2020-12-01 人民網江蘇頻道

原標題:日科學家從273位提名者中脫穎而出 因研究「吃掉自己」的細胞摘獎

  瑞典卡羅琳醫學院3日在斯德哥爾摩宣布,將2016年諾貝爾生理學或醫學獎授予日本科學家大隅良典,以表彰他在細胞自噬機制研究中取得的成就。大隅良典生於1945年,他將獲得今年諾貝爾生理學或醫學獎800萬瑞典克朗(約合93.33萬美元)的獎金。

  細胞會「自己吃自己」

  這一研究關聯癌症等多種頑疾

  上世紀60年代,研究人員首先發現細胞自噬現象,即細胞自身分解並循環利用自身組成物質,但有關機制一直不為人知。研究發現,受到幹擾的自噬過程與多種病症有關聯,包括帕金森症、糖尿病和癌症。

  諾貝爾獎評選委員會表示,上世紀90年代初,大隅良典通過利用常見的酵母進行一系列實驗後,發現了對細胞自噬機制具有決定性意義的基因。基於這一研究成果,他隨後又闡明了自噬機制的原理,並證明人類細胞也擁有相同的自噬機制。

  評選委員會指出,大隅良典的研究成果有助於人類更好地了解細胞如何實現自身的循環利用。在適應飢餓或應對感染等許多生理進程中,細胞自噬機制都有重要意義,大隅良典的發現為理解這些意義開闢了道路。此外,細胞自噬基因的突變會引發疾病,因此幹擾自噬過程可用於癌症和神經系統疾病等的治療。

  大隅良典所帶領的研究小組在今年7月份宣布,已經成功探明了細胞自噬的啟動機制,這一成果7月11日刊於知名科學雜誌《Developmental Cell》上。

  一直是諾獎「大熱門」

  獲知得獎時正在實驗室

  據報導,當大隅良典接到得獎通知時感到很驚訝,他說:「我很驚訝,我正在我的實驗室。」他在東京工業大學的研究室接受採訪時說:「對於我這樣從事生物學這類基礎科學研究的人而言,獲得這樣的評價是光榮。」他還說:「對年輕人來說,並不是在科學研究道路上都能取得成功,但重要的是去挑戰。」

  「我的信念是,做別人不做的事,」他在日本廣播協會電視節目中說。

  大隅良典現年71歲,畢業於日本東京大學,然後前往美國洛克菲勒大學留學。目前是日本東京工業大學教授、分子細胞生物學家。據報導,大隅良典出身於學術世家,自小對科學有濃厚興趣,其父也是大學教授。

  值得一提的是,今年諾貝爾生理學或醫學獎被提名的科學家有273位,而大隅良典最後獨自折桂。

  近年來,大隅良典憑藉其在細胞自噬方面的研究,一直是諾貝爾獎的熱門人選。2013年,湯森路透集團發布的當年獲得諾貝爾獎呼聲較高的28人候選名單中,大隅良典就因細胞自噬作用研究而入選。

  此外,大隅良典因在闡明細胞適應環境的機制、細胞自噬作用原理及其生理意義方面的重大貢獻,獲得了2012年京都獎中的基礎科學獎。京都獎由日本京瓷公司創始人稻盛和夫捐資設立,從1985年起每年頒發一次,有「日本的諾貝爾獎」之稱。

  日本人連續兩年獲此獎項

  背景

  大隅良典獲獎標誌著日本學者連續第三年在諾貝爾獎中榜上有名,也是第二年斬獲生理學或醫學獎。包括大隅良典在內,已經有25名日本或日本裔學者獲得諾貝爾獎,包括11項物理學獎、7項化學獎和4項生理學或醫學獎。(新華社 中新)

  揚子晚報記者連線

  南大專家:細胞自噬是把「雙刃劍」,要合理駕馭

  日本科學家大隅良典因研究「細胞自噬」獲得2016年度的諾貝爾生理學或醫學獎。細胞為什麼「自己吃了自己」?細胞自噬對人到底有什麼影響?細胞自噬與哪些疾病有關?揚子晚報記者聯繫上了南京大學生命科學學院的相關專家,對細胞自噬進行了通俗易懂的解讀。 揚子晚報記者 楊甜子

  A 細胞為什麼「自己吃了自己」?

  為了不被「餓死」,細胞學會了「自噬」

  沒學過生命科學的讀者,也能從字面上理解「自噬」一詞的表面含義。漢字裡「噬」的意思是「吞食、吃」,細胞的「自我吞食」則成為了生命科學研究中的一種奇妙現象。專家告訴記者,「自噬」(autophagy)一詞源於希臘語前綴「auto-」,意為「自我」,以及另一個希臘語單詞「phagein」,意為「吞食、吃」。在生命科學中的專業概念為「細胞組分降解與再利用的基本過程」。

  細胞為什麼會出現「自噬」行為呢?擬人化地理解,細胞的存活和人每天生存的「一日三餐」一樣,都需要營養的供給,如果沒有了營養來源,細胞也會「飢餓」。為了讓自己不被「餓死」,細胞便會「吃」掉自己的一些組分,以此來維持生存所需的基本生命活動。當然,細胞的「自我吞食」行為可不完全是因為「飢餓」,在面對感染等免疫應答時,細胞也會產生「自噬」的現象。

  20世紀60年代,比利時的科學家克裡斯蒂安·德·迪夫就已經發現了細胞自噬現象,他發現細胞能夠將自身成分用膜包裹起來,形成小型囊泡並被運輸到稱作「溶酶體」的回收機構進行降解。但在當時,對這一過程的詳細分子機制知之甚少。

  南大生科院專家告訴記者,大隅良典最重要的貢獻在於,他通過在釀酒酵母中的一系列精巧的實驗,發現了細胞自噬的關鍵基因,隨後闡明了在人的細胞中也存在類似的自噬機制。他的發現為理解「細胞自噬」在很多生理過程中的作用鋪平了道路,為自噬異常所導致相關疾病的治療提供了可能。

  B 「自噬」到底是「好」還是「壞」?

  專家解讀:它是一把「雙刃劍」,要合理利用

  專家表示,細胞自噬是一把「雙刃劍」,不能簡單地用「好」還是「壞」來定義。

  為了讓讀者更好地了解細胞自噬的作用,專家用兩種醫學疾病舉了個例子。在阿爾茨海默症的發病過程中,適度的「細胞自噬」帶來的是「積極影響」。通過細胞的「自我吞食」,大腦細胞內產生的β澱粉樣蛋白可以被「定期」進行「大掃除」,以此保證神經細胞的「生存質量」。但一旦這些細胞的自噬功能受阻,沒能被及時「清理」的β澱粉樣蛋白越堆越多,就會影響到大腦的正常功能,患者便會出現阿爾茨海默症的發病症狀。此時使用藥物來進行治療,便是希望大腦內的這些細胞重新恢復「自噬」功能,對堆積過多的β澱粉樣蛋白進行「清掃」。

  但在腫瘤疾病裡,細胞的自噬功能就讓科學家和醫生們頭疼不已了。腫瘤疾病的治療大多會採用化療的方式,以此來殺滅腫瘤細胞。但「聰明」的腫瘤細胞此時便會開啟自身的「自噬」功能,通過「吞食」自身的組分來達到對抗化療藥物、努力存活的目的。在這種情況下,使用「自噬抑制劑」讓腫瘤細胞的自噬功能適時「關閉」,則很有可能增強化療藥物的療效。

  南大生科院專家 對細胞自噬也有研究

  其實,細胞自噬與細胞凋亡、細胞衰老一樣,是十分重要的生物學現象,參與生物的生長、發育等多種過程。細胞自噬異常可導致多種疾病如炎症、腫瘤、神經退行性疾病等的出現。

  記者從南京大學了解到,近年來,南京大學生命科學學院醫藥生物技術國家重點實驗室徐強教授課題組在細胞自噬調控領域取得了系列重要研究進展。「從自噬降解途徑阻斷解釋氧化應激損傷的分子機制」、「發現新型單功能鉑配合物不同於經典抗癌藥順鉑的作用方式」兩項研究均發表在了自噬領域的國際知名雜誌《Autophagy》上。

  「基於穿心蓮內酯誘導自噬抑制炎症小體的新機制、實現從抗炎到抗癌的治療新策略」,這項研究成果不僅在《Autophagy》上發表,江蘇省人民醫院還基於南京大學的研究發現,開展了應用喜炎平治療結腸癌的臨床試驗(倫理委員會批准號2013-SR-131),並在美國國立衛生研究院(NIH)的臨床試驗官方網站(http://clinicaltrials.gov)註冊(NCT01993472),成為江蘇省腫瘤臨床轉化醫學中心的主要研究方向之一。

  日本科學家大隅良典獲得今年諾貝爾生理學或醫學獎。

  自噬體

  關於「細胞自噬」

  形成時,逐漸吞沒細胞內容物,例如受損的蛋白質和細胞器;然後它與溶酶體相融,其中的內容被降解成更小的物質成分。

  自噬體

  溶酶體

  ●「自噬 」字面意思是「將自己吃掉」,實則是一種細胞自身成分降解和循環的基本過程。

  ●細胞可以通過降解自身的非必需成分來提供營養和能量,也可以降解一些毒性成分以阻止細胞損傷和凋亡。

  ●大隅良典在1992年發現,在缺乏營養的情況下,酵母細胞出現了大量的自噬現象,這也是人類首次在酵母中看到自噬現象。

(責編:馬曉波、張鑫)

相關焦點

  • 張雅鷗團隊在《自噬》發文揭示調控細胞自噬的microRNA和天然小...
    張雅鷗團隊在《自噬》發文揭示調控細胞自噬的microRNA和天然小分子化合物   清華新聞網12月27日電(通訊員 萬剛)清華大學深圳研究生院生命與健康學部健康科學與技術重點實驗室張雅鷗教授和許乃寒副教授團隊近期在《自噬》(Autophagy
  • 專家解讀:細胞自噬機制研究為何摘得諾獎?
    據第二軍醫大學教授孫學軍介紹,「當細胞營養不良或受到外界傷害的時候,通過自噬,細胞可以度過比較困難的時期」。 中科院生物物理所研究員張宏補充解釋稱,自噬是細胞或者機體在缺乏能量、或受到脅迫環境,例如缺乏胺基酸、缺氧的情況下,就會在細胞裡產生雙層膜結構,可以包裹自己的一部分細胞質,運送到溶酶體進行降解。
  • 細胞自噬機制可充當「清道夫」
    原標題:細胞自噬機制可充當「清道夫」 昨日,2016年諾貝爾生理學或醫學獎在瑞典卡羅林斯卡醫學院頒布揭曉,今年獎項授予了日本科學家大隅良典,以表彰他在細胞自噬機制研究中作出的貢獻。
  • 細胞自噬到底是什麼?
    細胞自噬,是一種細胞自身成分降解並回收利用的基本過程。通俗地說,細胞可以通過降解自身的非必需成分來提供營養和能量,也可以降解一些毒性成分以阻止細胞損傷和凋亡。
  • 什麼是細胞自噬呢?
    細胞自噬雖是一個很生疏的名字,但它或許會給腫瘤的治療帶來新的希望。細胞自噬(Autophagy)是一種細胞內的分解代謝機制。簡單來說,細胞自噬可以讓細胞重組,修復和再生,以達到細胞的再循環和再利用,這對人體抗衰老的意義非常重大。
  • 細胞自噬的機制
    vid=406020細胞自噬的機制 細胞自噬在腫瘤的生成和癌症的發展中扮演著重要的角色,一般情況下,自噬功能的不全或缺失會導致腫瘤等疾病的發生,而對於因自噬功能超過基準造成的病變則佔極小部分。那麼,我們應如何看待「細胞自噬」這種現象呢?主講人:劉偉:浙江大學求是特聘教授、醫學院生物化學系主任 更多精彩!歡迎關注「科普中國-科技前沿大師談」官方微信(kjqydst)。
  • 神奇的細胞自噬
    世界各國的科學家十幾年來都在研究斷食後"細胞自噬"的神奇現象!
  • 細胞自噬……咋回事兒?
    1自噬的概念自噬是細胞消耗其自身組分的一個簡單的過程,也是細胞清除異常的蛋白質斑塊和去除受損細胞器的一個途徑。細胞自噬是由Ashford和Porter在1962年發現細胞內有「自己吃自己」的現象後提出的,是繼細胞凋亡後,近年來生命科學領域的又一熱門研究方向。
  • 科學網—哺乳動物細胞線粒體自噬分子調控現新機制
    本報訊 日前,中科院動物研究所陳佺研究組在《自然》子刊《細胞生物學》在線發表論文,報導了新的哺乳動物細胞線粒體自噬的分子調控機制
  • 斷食多久,才能激發細胞自噬?才能有效果
    這位專家有什麼神奇的招數? Jason Fung給出的答案很簡單:在科學的減重過程中,他們的身體會「吃掉」多餘的皮膚。 身體自己「吃掉」自己?是不是想都不敢想?
  • 【中國科學報】泛素化信號調節細胞自噬機制獲揭示
    美國時間7月14日,國際學術期刊《癌細胞》在線發表了中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所胡榮貴課題組的最新成果,揭示了具有腫瘤抑制活性的泛素連接酶HACE1通過介導細胞自噬受體蛋白(OPTN)的泛素化修飾,促進細胞自噬受體複合物形成,「激活」細胞自噬,從而抑制腫瘤細胞增殖的分子機制。
  • 細胞自噬,可能是一種減肥新方法
    「研究表明,使用基因編輯工具、藥物、禁食能夠激發細胞的自噬作用,而在這種狀況的實驗鼠的壽命更長、整體的形體也更勻稱。」然而,儘管我們知道適當的禁食是有效的,但我們不知道細胞自噬作用給人體帶來的好處需要多長時間的禁食才能顯現出來。」 某種程度來講,禁食的確能激發細胞的自噬作用,而其益處也已獲得了一些研究的證實。 什麼是自噬?
  • ...19)我校專家發現小分子藥物triptolide誘導細胞自噬的新機制
    )在線發表了我校生命學院雷鳴教授課題組的最新研究成果「Triptolide induces protective autophagy through activation of the CaMKKβ-AMPK signaling pathway in prostate cancer cells」(DOI: 10.18632/oncotarget.6783), 發現小分子藥物triptolide誘導細胞自噬的新機制
  • 細胞壞死、凋亡、壞死性凋亡、焦亡與自噬
    細胞壞死性凋亡它具有典型的壞死樣形態:細胞膜被破壞,細胞、細胞器腫脹,乃至崩解;而核內染色質無明顯的形態改變;壞死性凋亡與凋亡和自噬有明顯的區別,三者可以通過光、電鏡觀察和PI染色得到明確的區分。其次, 壞死性凋亡會引起顯著的炎症反應,表現為大量的炎症細胞浸潤和激活。
  • Nature研究首次證明自噬可介導核內蛋白降解
    (圖片來自賓夕法尼亞大學 Shelley Berger) 2015年11月2日訊 /生物谷BIOON/ --"自噬"這個詞從字面意思來看就是自己吃自己,對於細胞來說就是不需要的細胞內成分被細胞自身降解的過程,關於自噬的研究已經有很多
  • 視網膜母細胞瘤細胞自噬及凋亡研究獲新突破
    中南大學湘雅二醫院20日對外透露,該院眼科專家在「視網膜母細胞瘤細胞自噬及凋亡」的研究中取得新突破
  • 獲得諾貝爾獎的細胞自噬是什麼?如此重要
    細胞自噬這是細胞組分降解與再利用的基本過程。「自噬」(autophagy)一詞源於希臘語前綴「auto-」,意為「自我」,以及另一個希臘語單詞「phagein」,意為「吞食」。因此,自噬作用的意思非常明確,那就是「自我吞噬」。
  • 每天一篇科普閱讀——細胞自噬作用
    2016年諾貝爾生理學或醫學獎授予了日本科學家大隅良典,以表彰他對細胞的自噬機制的發現和相關研究。所謂自噬作用,是真核生物中對細胞內物質進行周轉的重要過程。該過程中一些損壞的蛋白或細胞器被雙層膜結構的自噬小泡包裹後,送入溶酶體(動物)或液泡(酵母和植物)中進行降解並得以循環利用。
  • Science:內質網自噬讓細胞保持健康
    作為一種替代性處理途徑,內質網自噬(ER-phagy)靶向易聚集蛋白位於內質網中的結構域(即內質網結構域)並將它們押送到自噬體中以便將它們遞送至液泡或溶酶體中進行降解。當誘導內質網自噬時,內質網自噬受體將它們的結合伴侶---酵母中的Atg8或哺乳動物中的LC3---招募到內質網的離散位點上,從而促進自噬體形成。
  • 近期細胞自噬領域重要研究進展一覽
    細胞因子IL-6曾被發現與β細胞自噬存在關聯,但是在β細胞抗氧化應答情況下的作用還沒有得到研究。最近來自印第安納大學醫學院的研究人員發現IL-6能夠將細胞自噬和抗氧化應答聯繫在一起影響β細胞存活。相關研究結果發表在國際學術期刊Diabetes上。在這項研究中,研究人員通過動物模型和培養的人胰島以及小鼠β細胞來研究IL-6如何影響抗氧化應答。