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自噬可用于哪些研究领域

首页 » 产业 » 杂谈 2016-10-09 转化医学网 赞(2)
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导读
细胞自噬 癌症 神经退行性疾病

2016年诺贝尔奖由71岁的日本东京工业大学荣誉教授大隅良典荣获。得奖的理由是,他解析了细胞自噬作用的机制。细胞自噬从字面上看,就是细胞把自己吃掉,这其实是一种细胞自身成分降解并回收利用的基本过程,能快速提供能量,为细胞成分更新提供原材料,因此在细胞应对饥饿、压力或其他挑战时都能发挥重要作用。如果发生感染,细胞自噬还能消灭入侵的细菌和病毒。胚胎发育和细胞分化也都离不开细胞自噬。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。细胞中的受损蛋白质积累是生物体衰老的一个重要特征制,细胞能够利用自噬来消除损伤的蛋白质和细胞器,研究者从而可以找到对抗衰老的办法。基于以上种种,因而如果细胞自噬基因发生突变,身体健康也会受到极大威胁。


大隅良典透过酵母菌去研究细胞自噬现象,发现当酵母菌养分不足时,细胞中某个胞器会产生泡泡,经过锲而不捨地研究,发现整个细胞自噬机制,后来许多细胞自噬重要发现也都出自于他的实验室,可说是细胞自噬领域的始祖。细胞自噬作用从低等酵母菌到高等生物如人类都有,主要是细胞清除不要的废物所产生的机制,当一般细胞遭遇不好环境或压力时,就会清除不用的废物,专心制造养分,以便自我保护,如果细胞自噬出问题,就可能产生疾病。后来细胞自噬被发现和人类疾病相关,如神经退化疾病、老化、癌症等。当人体出现癌细胞时,我们会透过一些化学治疗来处理,但癌细胞也会透过细胞自噬作用,来帮助自身适应不好的环境,借此继续存活,此时若能抑制癌细胞的自噬作用,就可能提升治疗效果,因此细胞自噬领域也为相关疾病医疗带来研究新契机。

细胞自噬是细胞基本的生物现象,也是细胞死亡的其中一种方式,细胞自噬有两种可能,一种是把自己吃掉之后死亡,另一种是当细胞缺乏能量时,把自己不重要的物质吃掉,用来对抗恶劣环境、度过难关,以利存活。当癌症病人使用化疗药物或标靶药物,对癌细胞来说是个恶劣环境,多数的细胞会被药物杀死,但有一些特别顽强的癌细胞,就会透过细胞自噬存活下来,产生抗药性,此时若能研发出抑制细胞自噬的药物,结合化疗或标靶药物,就能更快杀死癌细胞。如平常用于治疗疟疾的奎宁就是细胞自噬的抑制剂,氯奎宁是一种常见的用于治疗虐疾及特定类型自身免疫疾病,比如类风湿性关节炎的药物,氯奎宁可以阻断癌细胞的自噬过程,降低癌细胞对化疗作用的耐受性,临床上已将奎宁和常用的化疗、标靶药物结合,抑制癌细胞自噬能力,初步看起来也有效果。不过,目前要把细胞自噬运用在临床治疗还有一段距离,但未来可能可让癌症治疗有所突破(Tumor Vessel Normalization by Chloroquine Independent of Autophagy)。

至于应用在神经退化性疾病上,如老年痴呆症、渐冻症、帕金森氏症等,因细胞内的不正常蛋白质折叠、累积造成,细胞自噬机制一旦作用,就能清除这些不正常结构蛋白的累积物,避免毒害。近来科学家也陆续投入研究,人体一旦被外来病毒、细菌感染,也会诱发细胞自噬机制抵御外来病菌。

因此日本首相安倍晋三在贺电中也特别提及,借助大隅良典的成果,研究出可干扰细胞自噬的药物,为治疗癌症与帕金森氏症等难治疾病带来希望。

相关文献:

[1] Takeshige,K.,Baba,M.,Tsuboi,S.,Noda,T. and Ohsumi,Y. (1992). Autophagy in yeast demonstrated with proteinase-deficient mutants and conditions for its induction. Journal of Cell Biology 119,301-311

 [2] Tsukada,M. and Ohsumi,Y. (1993). Isolation and characterization of autophagy-defective mutants of Saccharomyces cervisiae. FEBS Letters 333,169-174

 [3] Mizushima,N.,Noda,T.,Yoshimori,T.,Tanaka,Y.,Ishii,T.,George,M.D.,Klionsky,D.J.,Ohsumi,M. and Ohsumi,Y. (1998). A protein conjugation system essential for autophagy. Nature 395,395-398

 [4] Ichimura,Y.,Kirisako T.,Takao,T.,Satomi,Y.,Shimonishi,Y.,Ishihara,N.,Mizushima,N.,Tanida,I.,Kominami,E.,Ohsumi,M.,Noda,T. and Ohsumi,Y. (2000). A ubiquitin-like system mediates protein lipidation. Nature,408,488-492

Miracle Huang

(转化医学网360zhyx.com)

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