2016年诺贝尔生理学或医学奖被授予大隅良典,因为他发现了“自噬机制”。这是一种进化上的保守过程,即真核细胞可以通过输送双膜囊泡到溶酶体进行一部分再循环。与其他细胞退化机制不同,自噬能移除已经老化或损坏的蛋白质、大分子复合体和细胞器,留下空间用于参与新的生理过程。此外,自噬还是清除入侵微生物和有毒蛋白聚集体的关键细胞过程,因此在对抗感染、衰老和许多人类疾病中扮演重要角色。
虽然自噬在上世纪60年代已获得确认,但在接下来的几十年中,科学家对其机制和生理意义仍然知之甚少。大隅良典的工作显着改变了人们对这一重要细胞过程的理解。
1993年,大隅良典发表了他在酵母15个基因中的开创性发现。随后,他在酵母和哺乳动物细胞中克隆了这些基因并阐明了编码蛋白质的功能。基于大隅良典的开创性发现,自噬在人体生理和疾病中的重要性现在获得了广泛认可。
自噬概念诞生后研究进展有限
上世纪中期,研究人员发现,正常大鼠肝细胞中存在包含退化细胞质的膜结构,但其丰度在灌注胰高血糖素之后或暴露于有毒物质之中时会大幅提升。
1963年,在认识到这种结构具有消化细胞内部分内容物的能力后,克里斯汀?德?迪夫创造了“自噬”这个词,并在发表的文章中广泛讨论了这个概念。几年后,基于电子显微镜的观察结果,科学家发现了哺乳动物细胞中也存在这种自噬现象。
接下来发现,自噬现象本身处于低水平状态,但在各种组织包括脑、肠、肾、肺、肝、前列腺、皮肤和甲状腺的分化和重塑期间,这种现象加剧。推测认为,自噬可能在饥饿或疾病发作时有所响应。此外,除了单细胞真核生物中存在自噬现象,在阿米巴原虫、眼虫、四膜虫、昆虫和青蛙等后生动物中也发现了这种机制。
在随后的几十年里,该领域的进展有限。许多迹象表明,自噬可能是一种重要的细胞过程,但其作用机制和规律并没有得到很好的理解。自噬过程实际上是短暂的,只存在于与溶酶体融合的大约10—20分钟内,这使得相关的形态学和生物化学研究非常困难。
直到上世纪90年代初,近30年过去,许多根本性问题仍无法确认:自噬过程是如何启动的?自噬体是如何形成的?自噬对细胞和有机体的存活有多重要?自噬在人类疾病中扮演什么角色?
酵母中发现自噬机制
东京大学副教授大隅良典决定用面包酵母作为模型系统研究自噬。检验了酵母细胞中确实存在自噬现象后,他开发出一种方法,能够识别和鉴定涉及这些过程的关键基因,他将第一个发现的突变基因命名为自噬基因1(APG1),随后报告了一系列真核细胞自噬机制必不可少的基因,命名为APG1-APG15。随着在酵母和其他物种中鉴定出的新自噬基因,ATG作为基因缩写命名在此后的学术研究中得到统一使用。
在接下来的几年中,大隅良典克隆了ATG基因,并描述了一系列蛋白质产物的功能,包括在实验室证明自噬能参与调解细胞物质合成、降解和重新利用之间的代谢平衡,影响生物生命过程特别是响应饥饿等方面的作用。
大隅良典的先驱性研究激起科学家对自噬的巨大兴趣。该领域已成为生物医学研究的最热门领域之一,自2000年起相关出版物的数量显着增加。
对健康和疾病影响广泛
分子的自噬特性提供了理解细胞生理学过程的新视野,也逐渐成为了解各种生理和病理状态的重要途径。自噬机制失调直接或间接地与人类疾病有关,将自噬机制用于治疗性干预手段变成特别有趣的科学目标。
第一个与重要疾病有关的自噬作用来自自噬基因Beclin-1,它是BECN1基因的产物,而BECN1基因又是酵母ATG6的同系物,它的突变在很大程度上导致人类患乳腺癌和卵巢癌。这一发现激起了科学家对癌症中自噬作用的极大兴趣。
后续研究表明,一些隐性人类染色体疾病与自噬能力受损有关,进而导致脑畸形、发育迟缓、智力障碍、癫痫、运动障碍和神经退行性病变等疾病发生。此外,自噬能消除入侵微生物,是激活免疫应答和控制感染性疾病的重要机制。
来源:科技日报 作者:房琳琳
为你推荐
资讯 因美纳MiSeq i100 Series-CN中国上市,以全球品质与本土制造支持中国客户测序能力建设
MiSeqTM i100 Series-CN正式在中国上市,首批由因美纳中国生产制造基地生产的本土化产品已于近期完成客户交付。
2026-08-06 13:33
资讯 石药集团与阿斯利康成立合资公司,收到1000万美元里程碑付款
双方将在河北石家庄建设新一代生物制剂生产基地,该合资公司的初始业务将聚焦于为全球市场生产及供应双方约定的生物制剂药物原液(DS)。
2026-08-05 20:49
资讯 全球首款!核心医疗人工心脏产品获欧盟CE认证
Corheart®6 可用于桥接心脏移植、短期心肌功能恢复治疗以及长期终点治疗,完整覆盖终末期心衰从短期生命支持到永久循环辅助的全场景临床需求
2026-08-05 20:37
资讯 国家药监局批准3款创新医疗器械上市
近日,国家药品监督管理局批准了河南赛美视生物科技有限公司的“三焦点环曲面人工晶状体”和深圳北芯医疗科技有限公司的“心脏脉冲电场消融仪”、“一次性使用心脏脉冲电场消融...
2026-08-05 16:47
资讯 80亿美元,全球两家核药公司合并
美东时间8月3日,Curium Pharma宣布与Lantheus Holdings, Inc 达成最终合并协议。Curium将以每股102 5美元现金收购Lantheus全部流通股,基础对价70亿美元,若2030年前达成...
2026-08-05 13:51
资讯 章科:坚持为人民出政绩 推动医疗保障事业高质量发展
医疗保障制度依法保障每一位参保群众的医保权益,有力提高全社会医疗服务的可及性,有助于增进民生福祉、缩小贫富差距,促进社会公平和共同富裕。
2026-08-05 10:48
资讯 康宁杰瑞与PathosAI达成22亿美元ADC授权协议,1.25亿美元首付款
8月4日,康宁杰瑞生物制药宣布其全资子公司江苏康宁杰瑞生物制药有限公司与美国临床阶段生物技术公司Pathos AI就TROP2 HER3双特异性抗体偶联药物JSKN016达成独家授权许可协议。
2026-08-04 22:14
资讯 剂泰科技与恒瑞医药达成AI制剂合作
8月3日,剂泰科技发布自愿公告,宣布自主研发的AiTEM人工智能制剂创新平台将在恒瑞医药进行本地化部署,加速药物制剂配方开发效率。
2026-08-04 13:01
资讯 东阳光药甘精胰岛素首批115.2万支发货美国
近日,东阳光药发布公告,首批甘精胰岛素注射液(商品名:Langlara)已于7月27日自湖北宜都生产基地分批启运美国,预计8月中下旬完成全部发货。首批计划发货115 2万支。
2026-08-04 11:37
资讯 维利信LBL-024用于转移性结直肠癌获批IND
8月3日,维立志博发布公告,公司自主研发的PD-L1 4-1BB双特异性抗体维利信(LBL-024)联合用药治疗转移性结直肠癌(mCRC)的开放、多中心Ib II期临床试验申请已获得国家药品监...
2026-08-04 10:22
资讯 药明康德半年业绩超预期,大幅上调全年业绩指引
预计2026年公司整体收入由人民币513-530亿元上调至人民币585-605亿元,上调幅度约14%,持续经营业务收入同比增速由18%-22%上调至35%-39%。药明康德计划向全体股东每10股派发现金红利5 1元(含税)。
2026-08-03 20:46
资讯 国家医保局召开全国深化医保基金管理突出问题专项整治工作中期推进会
7月31日,国家医保局会同最高人民法院、最高人民检察院、公安部、财政部、国家卫生健康委、税务总局、市场监管总局、国家中医药局、国家药监局,10部门联合召开全国深化医保基金...
2026-08-03 10:40









