大隅教授发现的细胞自噬机制对癌症有啥意义
细胞的自噬回收中心(蓝点位置)
本周又到了诺贝尔奖的开奖周,而诺贝尔奖在科学界的地位就相当于奥斯卡在演艺界的地位。
今天在斯德哥尔摩举行的诺贝尔颁奖典礼中公布了第一个奖项类别——生理学或医学奖,得主是来自日本的科学家大隅良典教授,因为他发现了细胞是如何自己吃掉自己的,而细胞的这种机制在癌症以及其它疾病中都扮演着很重要的角色。
就像大部分科学界里的新发现一样,细胞自己吃掉自己的机制也有一个时髦的名字——自噬,字面意思也就是“自我吞噬”(来自希腊语中的“自动”(自己)和“吞噬”(吃掉))。
那么问题来了,为什么细胞要吃掉自己呢?为什么它又对研究癌症至关重要呢?
#2016年诺贝尔奖:大隅教授发现细胞“自我吞噬”对癌症的意义
——英国癌症研究中心 (@CR_UK)2016年10月3日
开创性的研究成果
大隅良典教授在他的实验室里。 版权:日本东京工业大学
细胞自噬的概念最早在19世纪60年代就提出来了,但直到80年代开始,大隅良典教授对它进行的相关研究成果才算是在这个概念上有了实质性的进展。
大隅教授在实验室里用酵母菌细胞做了一系列关于细胞自噬的实验,他的目标就是要找到细胞到底是怎么自噬的,以及这种自噬机制在细胞中扮演了啥样的角色。
功夫不负有心人,他最终研究出了一些突破性的成果。
大隅教授不但证明了在酵母菌细胞里真的存在细胞的自噬机制,还发现了在整个机制中从头到尾由哪些关键的基因和分子参与其中,以及它们到底是如何控制的。
除此之外,他的研究更是为研究人类的细胞自噬机制打开了道路。
回收利用超级重要
细胞里面被很多各种各样的分子填满了,它们一个个组合起来形成不同的结构和微型的胞器。
过了段时间后,这些分子和细小的胞器就会在正常的运作过程中损坏,比如细胞分裂就是这样的过程。当损坏或者磨损发生的时候,细胞就需要摆脱掉它们,否则这些损坏的部分就会又融合到细胞里,这样的结果就是产生毒素,最终导致细胞死亡。
为了生存,就要开启自噬模式
有了“自噬”机制,细胞就可以分解掉这些自己不能再用的部分,然后再循环利用那些分解后的物质造出新的物质。就其实就有点像玩乐高积木一样。
想象一下如果你自己正在造一辆赛车,因为现在你的职业梦想就是做一个F1赛车手。然而在未来的某一天你的梦想变了,你开始想当一个飞行员,那么你只要把你的车拆掉,重新利用这些零件去造一架直升机,一切就都解决啦。
细胞自噬机制其实也是同样的原理,拆掉自己不需要的东西,再去重新造自己需要的东西。
又一次验证了适者生存是真理
摆脱掉那些潜在的有毒垃圾并不是细胞最终进化出自噬功能的唯一原因。
其实细胞所在的人类体内环境变化得非常快,而自噬机制也能帮助细胞适应这些变化。举个例子:一个细胞突然发现自己没东西吃了或者缺氧了。那为了生存,这个细胞就必须迅速地适应环境,而这就是细胞自噬的另一个原因。
总之,细胞懂得在合适的时候丢掉自己不需要的东西,还懂得为了生存下去把它们转换成需要的东西。所以一个饥渴的细胞就会启动自噬机制吃掉自己的一部分,从中获得所需要的能量。这就比如哪一天里你没有吃饱,你的身体就获得不了足够的能量,所以它自己会使用储备在脂肪细胞里的脂肪,再转换成需要的能量。也就是说,你的身体能分解暂时不需要的东西(脂肪),再转化成它需要的东西(能量)。
那么,这一切在癌细胞里是怎么出错的呢?
自噬机制与疾病的联系
如果我们发现自噬机制在恶性胶质瘤中的重要性,那么我们希望可以找到一种针对自噬机制的新疗法。——英国癌症研究中心努尔贾穆博士
大隅教授作为第一个吃螃蟹的人在细胞自噬机制领域取得了突破性的研究成果,科学家们也逐渐开始对这一领域了解得越来越多,特别是自噬机制在疾病防控中扮演的作用。其实,细胞的自噬机制出了问题,就能导致糖尿病、帕金森氏症和和癌症。癌细胞也就能不断地在各种环境中绝处逢生,扩散它们的领地。
最近几年里,研究也发现细胞自噬机制在癌细胞如何对抗抗癌治疗中发挥着重要的作用。
比如:格拉斯哥的研究人员通过研究人类细胞,已经证实治疗慢性粒细胞白血病的靶性药物结合阻断细胞自噬的药物比单纯使用靶性药物能杀死更多的癌细胞。
努尔贾穆博士是英国爱丁堡癌症研究中心的科学家,他正在研究细胞自噬机制在最常见的大脑肿瘤——恶性胶质瘤中的作用。
她说“我们知道一些癌细胞可以通过启动自噬机制在各样的环境中生存和增殖,我们团队里的研究人员就想知道恶性胶质瘤是否也启动了同样的机制。”
如果这是真的话,贾穆博士说:“就可以帮助得了这种脑瘤的患者提高生存率,而如今患了这种病的人能存活下来的机率很低。”。
不止这项研究,世界上还有其它数以百计研究癌症的项目,这些所有项目的研究人员们都离不开大隅良典教授对细胞自噬机制这一突破性的发现。
所以当他如今获得科学界的最高荣誉时,我们只想说一句“祝贺教授您啦,谢谢您的研究!”。