得2016诺奖的自噬现象,和哪些生理现象或疾病有关?我们能够如何利用它?

看到有报道说

自噬过程如果无法充分完成,会导致多钟疾病,包括癌症、帕金森、阿兹海默症以及心脏病

具体是咋关联上的? 这个自噬现象对制药或者治疗有用处么,还是说是个很基础的研究 目前说不好有什么直接应用?

http://weibo.com/1850988623/Eb98z4ogk

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3个答案
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李子李子短信社科硕士,博物馆爱好者,果壳作者

2016-10-03 19:59

现有的关于自噬的报道和 feature 也还蛮多的,自噬算是非常基础的生理学研究,但是前景还是蛮广阔的。

具体的机制果壳应该很快就出了文章做解释,直白地说就是细胞会吃掉自己的一部分(比如坏掉的蛋白和细胞器等等)作为重建的能量和原材料。如果这个自己吃自己的过程出现问题,那么很可能就会导致疾病。

自噬在治疗癌症的方面有很大前景,获奖之后英国Cancer Research第一时间就发来了贺电。

一方面,如果细胞的自噬系统出了问题的话,正常细胞可能会转化成癌细胞。如果能够保证正常细胞的自噬,那么可以预防细胞癌变。

另一方面,癌症细胞也会自噬,不断吃掉自己,从而保证自己的“身材”处在正常的、“苗条”的状态,避免免疫系统和其它治疗手段的攻击;在所谓饥饿疗法、切断癌细胞营养的时候,癌细胞可以自己吃自己保证存活,甚至是可以处于休眠状态(看起来好像治好了?),但是在条件允许的时候就会迅速反弹,导致再次恶化。如果能够抑制癌症细胞的自噬,那么癌症细胞就会因为缺营养而死掉。

(source:https://www.sciencenews.org/article/dining-in-autophagy


在治疗神经性退行疾病,自噬机制也可以发挥作用。比如帕金森、阿尔兹海默等。

帕金森病人的脑细胞里有一种突触蛋白,这种蛋白简单来讲就是有害的,而且这种蛋白积聚到一定程度的时候,自噬机制会停摆。所以在一开始,就可以触发自噬机制去吃掉它们,防患于未然。

自噬出问题之后,神经细胞是最敏感的,会很快地影响、阻碍神经信号的传导,导致神经退行性疾病。帕金森、脊髓硬化导致的肌萎缩、还有阿尔兹海默都是这样。Nature的一篇review就讲了这个问题:http://www.nature.com/nm/journal/v19/n8/full/nm.3232.html

阿尔兹海默症的话则刚好相反。需要抑制自噬机制。研究发现阿尔兹海默患者脑细胞的自噬过于活跃,因为想要吃掉老年的β-淀粉样蛋白。但是这种蛋白被自噬吃下去并没有什么卵用,不能和溶酶体很好融合,结果就一直堵在细胞里,然后脑细胞就……傻掉了。

所以抑制了自噬机制之后能够减缓阿尔兹海默的发展。


另外,也有研究人员用自噬机制治疗肺结核。

巨噬细胞,一种特别能吃的免疫细胞,把细菌什么的吃进去,然后通过自噬把细菌或者病毒干掉。但是肺结核(TB)是可以抵抗这种自噬的,但是如果把自噬的机制极大地激活,就好像给汽车踩满油门一样,TB也是可以被吃掉的。剑桥大学医学院的一些研究者正在做这个研究,他们发现一些现有的药就能促成这个过程,极大地激活巨噬细胞的自噬过程,比如治疗癫痫的立痛定。

因为TB可以通过变异抗药,给治疗带来很大困难。但是如果能让免疫细胞的自噬强大到能够吃掉不管你怎么变异都没用的细胞,那事情就容易很多了。(Source:http://www.cam.ac.uk/research/features/a-whole-host-of-options


但是呢自噬现在还处于基础研究阶段,没有大量的神药被制出、或者批准上市。今年的诺贝尔获奖者大隅良典就担心过基础科学的境遇。“我自己不能造出良药,基础科学不是为当下的社会直接服务的。”大隅说,但是现在社会和政府都期待短期的、立竿见影的成果,削减基础科研的经费。(Source:http://news.mynavi.jp/articles/2016/08/02/ohsumi/

但只有把原理打通之后,才能有前景么不是?

所以大家稍安勿躁吧:)

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医疗上的应用前景,应该是促进和抑制两个方向都有。

看了下,比较接近应用的应该是自噬抑制剂在癌症治疗中的使用,有一些前期的临床试验,据说看起来还比较有希望。

http://www.uphs.upenn.edu/news/News_Releases/2014/05/hcq/

所用的对自噬起到抑制作用的是羟氯喹,是一个治疟疾的老药。不是单独用它治疗,而是作为其他治疗的补充。

在癌症的发病和进展过程中,自噬的作用应该是比较复杂的。

感觉目前所研究所用的主要是一些已有药物,相当于是在这个机制上给它们增加新的应用潜能?

就我看到的信息,感觉促进自噬比抑制还要更复杂一些,因为在任何一个环节切断都意味着抑制,而促进要保证整个过程都是走得通的。比如说如果患者身上是到溶酶体的这一步比较弱,那么只促进前面自噬体的形成也还是不行,后面可能还是会卡住。

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前面两位都讲了自噬和疾病的关系,我简单指出一点儿其他的“生理现象”(还好题主问了生理现象)

不专业,不引经据典详细说,只非常简单的说一下,毕竟我也没系统完整的了解过:

抗逆

本科的实验室做的很多东西是植物抗逆相关的,简单就是说当植物生存的环境不好的时候,比如环境缺氮,这时植物就会通过自噬来度过困难期。比如通过自噬降解掉某些不急用的蛋白,甚至降解掉细胞器,重新回收利用这里面的资源,用来维持基本的生理功能。

前面说的是对抗氮缺乏这种逆境,其他逆境也有很多被发现和自噬有关系。当然实际的抗逆机制肯定比单纯的自噬复杂很多。

而且这种抗逆中调用自噬来对抗逆境绝不限于植物。不过还是以植物为例吧,比如有些自噬相关基因缺陷或突变的植株,虽然不是正常的野生型,但如果在实验室培养拟南芥,不遭遇逆境,那么其实它很多时候都长的比野生型还好。因为实验室培育那是照顾的很好,对于植物来说基本用不上自噬这个功能,不自噬反而长得更快。但是一旦有些逆境处理(胁迫),那么很可能野生型的仍然能正常生长,这些突变体就挂了,因为只知道长,没有办法通过自噬来回收资源。

顺便安利本科导师当年一篇证明自噬基因(Atg)和盐胁迫之间关系的论文:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-313X.2005.02587.x/full

找这篇文献时想起来好像还和(抗)衰老这个大坑有关系,不过具体的也不太了解就不瞎说了。其实这些基本的细胞生理过程(酵母、拟南芥、小鼠都可以做做模式生物用来研究),往往都参与很多很多各个方面的生理功能。

了解的也不深入,仅作为其他生物和生理现象方面的补充

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