每當科學有了新發現,總有人問:這玩意兒有啥用?
有的時候,這個問題確實很令人無語,於是類似「你倒說說剛出生的孩子有啥用」的反駁也不勝枚舉。但對於獲得諾貝爾獎的研究來說,這是個很關鍵的疑問,一點兒也不KY。畢竟,諾獎的宗旨是「獻給令全人類獲得裨益者」——
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(最上面那行小字~) |
2016年的諾貝爾生理學獎,頒給了日本科學家大隅良典,以獎勵他在闡明細胞自噬的分子機制和生理功能上所做的開拓性研究。(簡單解讀戳右邊:大隅良典,和「吃掉自己」的細胞)
那麼,「自噬作用」,有啥用?
問題:得2016諾獎的自噬現象,和哪些生理現象或疾病有關?我們能夠如何利用它?
看到有報導說,【自噬過程如果無法充分完成,會導致多鍾疾病,包括癌症、帕金森、阿茲海默症以及心臟病。】具體是咋關聯上的? 這個自噬現象對製藥或者治療有用處麼,還是說是個很基礎的研究 目前說不好有什麼直接應用?
李子李子簡訊 回答
現有的關於自噬的報導和 feature 也還蠻多的,自噬算是非常基礎的生理學研究,但是前景還是蠻廣闊的。
具體的機制果殼應該會出文章解釋,直白地說就是細胞會吃掉自己的一部分(比如壞掉的蛋白和細胞器等等)作為重建的能量和原材料。如果這個自己吃自己的過程出現問題,那麼很可能就會導致疾病。
癌症
自噬在治療癌症的方面有很大前景,獲獎之後英國Cancer Research第一時間就發來了賀電。
一方面,如果細胞的自噬系統出了問題的話,正常細胞可能會轉化成癌細胞。如果能夠保證正常細胞的自噬,那麼可以預防細胞癌變。
另一方面,癌症細胞也會自噬,不斷吃掉自己,從而保證自己的「身材」處在正常的、「苗條」的狀態,避免免疫系統和其它治療手段的攻擊;在所謂飢餓療法、切斷癌細胞營養的時候,癌細胞可以自己吃自己保證存活,甚至是可以處於休眠狀態(看起來好像治好了?),但是一旦條件允許,它就會迅速反彈,導致再次惡化。
如果我們能夠抑制癌症細胞的自噬,那麼癌細胞就會因為缺營養而死掉。
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在自噬過程中,癌細胞會"吃掉"自己的一些細胞組分,以使細胞安全度過惡劣的環境條件。圖片來源:coloradocancerblogs.org |
帕金森、
阿爾茲海默
在治療神經性退行疾病,自噬機制也可以發揮作用。比如帕金森、阿爾茲海默等。
帕金森病人的腦細胞裡有一種突觸蛋白,這種蛋白簡單來講就是有害的,而且這種蛋白積聚到一定程度的時候,自噬機制會停擺。所以在一開始,我們就可以觸發自噬機制去吃掉它們,防患於未然。
自噬出問題之後,神經細胞是最敏感的,會很快地影響、阻礙神經信號的傳導,導致神經退行性疾病。帕金森、脊髓硬化導致的肌萎縮、還有阿爾茲海默都是這樣。Nature的一篇review就講了這個問題:http://www.nature.com/nm/journal/v19/n8/full/nm.3232.html
阿爾茲海默症的話則剛好相反,它需要抑制自噬機制。研究發現阿爾茲海默患者腦細胞的自噬過於活躍,因為想要吃掉老年的β-澱粉樣蛋白。但是這種蛋白被自噬吃下去並沒有什麼卵用,不能和溶酶體很好融合,結果就一直堵在細胞裡,然後腦細胞就……傻掉了。
所以,抑制了自噬機制之後,能夠減緩阿爾茲海默的發展。
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講述阿爾茲海默病患者生活的電影《依然愛麗絲》劇照。當你愛的人漸漸認不出你:《依然愛麗絲》 |
肺結核
另外,也有研究人員用自噬機制治療肺結核。
巨噬細胞,一種特別能吃的免疫細胞,它會把把細菌什麼的吃進去,然後通過自噬把細菌或者病毒幹掉。但是肺結核(TB)可以抵抗這種自噬。可另一方面,如果把自噬的機制極大地激活,就好像給汽車踩滿油門一樣,TB也是可以被吃掉的!劍橋大學醫學院的一些研究者正在做這個研究,他們發現一些現有的藥就能促成這個過程,極大地激活巨噬細胞的自噬過程,比如治療癲癇的立痛定,就有這個「副作用」。
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結核分枝桿菌圖。圖片來自:http://www.medi-learn.de/blogs/tagebuch-anatomie-praepkurs/?p=579 |
TB可以通過變異抗藥,這給治療帶來很大困難。假如我們能讓免疫細胞的自噬強大到不管你細胞怎麼變異都沒用,我統統能夠吃掉你,那事情就容易很多了!
未來……
前景是美好的,然而,自噬現在還處於基礎研究階段,沒有大量的神藥被制出、或者批准上市。今年的諾貝爾獲獎者大隅良典就擔心過基礎科學的境遇:「我自己不能造出良藥,基礎科學不是為當下的社會直接服務的。」大隅說,但社會和政府都期待短期的、立竿見影的成果,因而削減基礎科研的經費。可是,不先把原理打通,怎麼會有前景呢?治療以上這些疾病的前提,首先是搞清楚自噬究竟怎麼回事啊。
所以啊,大家稍安勿躁吧:)
一個AI
還記得外星怪物入侵的電影裡,那些「科學怪人」的角色嗎?別人奮勇殺敵的時候,他們要麼在清理戰場時鬼鬼祟祟搜索怪獸屍體,要麼躲在研究室裡搞七搞八……然後,一不小心弄清了敵人的弱點。
基礎科研工作者,可能終身都沒有親手殺過一個怪獸、沒有親自治癒過一例病患,但人類的前進離不開他們的努力。
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獲獎者大隅良典。 |
參考文獻:
https://www.sciencenews.org/article/dining-in-autophagy
http://www.cam.ac.uk/research/features/a-whole-host-of-options
http://news.mynavi.jp/articles/2016/08/02/ohsumi/