自噬可用于哪些研究领域

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）