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細胞自噬:自己吃掉自己,真的能原地復活嗎?
環箍蛇為何自食其身
在地球上,每種生物都遵循「優勝劣汰,適者生存」的自然法則。
為了在「適應飢餓或應對感染等」生理程序中生存下來,它們會透過自己的特點展現出自身的優勢
。好比,動物界有蛇「自食其尾」,生物界有細胞「自己吃掉自己」——“細胞自噬(Autophagy)”。
▲ 環箍蛇在處於
極度飢餓
的狀態時,容易把搖動的尾巴當作產生熱量的獵物。(圖源:gifak。net)
早在20世紀60年代,科學家發現,
細胞能將自己內部受損、失去功能的蛋白質或細胞成分用雙層膜(自噬體)打包起來,形成囊泡並運送到溶酶體(細胞中的消化器官)將其降解
。隨後日本科學家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)提出「細胞自噬」這一概念,成功獲得了2016年諾貝爾生理學或醫學獎。
▲細胞自噬既是細胞的一種
自我保護機制
,也是一種與凋亡並列的程式性死亡機制。(圖源:BBC)
簡單來說,就是真核生物的細胞在供能不足、微環境惡化或者到達預定壽命等條件下,會“吃掉”清除受損細胞器和無用蛋白,
快速提供能量和原材料來維持自身的正常運轉,同時能夠降解一些毒性成分以阻止細胞損傷和凋亡
。這就好比廢品回收站處理廢舊,先將廢舊回收到指定地點,經過一系列處理後實現再利用。
▲ 細胞自噬的過程(圖源:Nature)
隨著年齡的增長,細胞的自噬能力會逐漸衰退。這會導致異常蛋白和細胞器的系統長期得不到清理,使大量的有害物質堆積在一起,從而引發各種
與年齡相關的疾病發生,包括神經退行性疾病(帕金森病,阿爾茨海默病等)、癌症等發生
。那麼,增強自噬總是能為健康帶來好處嗎?
▲神奇的囊泡就被命名為
“自噬體”
。(圖源:Baidu)
日前發表於《Cell》的一項研究中,美國麻省總醫院(MGH)的研究人員對自噬促進長壽的“共識”提出了質疑。來自線蟲和哺乳動物的研究資料顯示,線粒體的通透性決定了自噬對衰老的影響,
線上粒體通透性增強的情況下,增強自噬反而有害健康。
而這項研究強調,若不考慮‘背景’,則無法評判自噬究竟是有益還是有害。
▲研究表明:線上粒體通透性增強的情況下,
增強自噬反而有害健康
。(圖源:《Cell》)
目前對於低等動物和區域性組織的研究顯示,雖然自噬水平降低會加速衰老過程,但是,我們還不知道自然衰老與自噬水平降低兩者孰因孰果、自噬水平改變在衰老過程中的作用有多大。在此強調,
輕斷食、辟穀不等於自噬,沒有證據表明長時間斷食可以透過啟用細胞自噬起到延緩衰老、延年益壽等作用。
▲自噬和
腫瘤、線粒體功能失調及炎症
都有著相互的影響(圖源:Journy to the Microsmos)
此外,輕斷食、生酮飲食等這些近年來很火的飲食概念,原本在醫學上都是針對
特定疾病(肥胖、小兒癲癇、明確的麩質過敏等)的治療方式
。既然是治療手段,在有收益的同時必然就有風險,實施前後都需要醫學專業人士進行評估和監測以保證患者安全。下期我們會講到“細胞自噬”,比如
細胞是如何發出死亡訊號,而吞噬細胞又是怎麼樣清理“身體垃圾”的
!
END