自噬，自噬，不就是自己吃自己么？
去年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)又發(fā)給了一個(gè)日本人，大隅良典。這是誰(shuí)啊。這可是一個(gè)在行業(yè)里鼎鼎大名的人喲。頒獎(jiǎng)給他的理由就是他發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞自噬的機(jī)制。細(xì)胞大家都知道，那自噬又是什么鬼？讓我們一一道來(lái)。
大隅良典研究的是釀酒酵母的自噬機(jī)制。釀酒酵母是一種模式生物，非常經(jīng)典。經(jīng)過(guò)20多年的研究，酵母里已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了34種與自噬有關(guān)的基因。那自噬到底是什么？
其實(shí)自噬就是自己吃自己。只不過(guò)不是用嘴吃，畢竟細(xì)胞沒(méi)有嘴嘛。自噬就是細(xì)胞自己降解自己的結(jié)構(gòu)，把一些暫時(shí)用不上的零件，拆解變成最小的模塊，然后重新組裝成自己需要的東西。這就是自噬了。
在植物細(xì)胞和酵母細(xì)胞里，自噬在液泡里發(fā)生。在動(dòng)物細(xì)胞里，自噬在溶酶體里發(fā)生。從一個(gè)蛋白質(zhì)到整個(gè)細(xì)胞器，都是可以降解的。當(dāng)然，這些東西都是氨基酸組成的。
自噬是細(xì)胞內(nèi)分解代謝的一種途徑。除此之外還有一種途徑，稱(chēng)之為泛素蛋白酶體途徑。簡(jiǎn)單說(shuō)就是把蛋白質(zhì)上加個(gè)泛素，做個(gè)標(biāo)記，然后送進(jìn)蛋白酶體去消化。
自噬發(fā)現(xiàn)的歷史是這樣的。
首先，1956年的時(shí)候Clark用電鏡在小鼠的腎細(xì)胞里發(fā)現(xiàn)一些膜結(jié)構(gòu)的東西，還挺充實(shí)，里面含有很多細(xì)胞質(zhì)里的東西，甚至有線粒體。
然后在1963年開(kāi)了一個(gè)溶酶體會(huì)議，, Christian de Duve第一次把這種東西稱(chēng)為自噬。
到了上世紀(jì)90年代，Daniel J.Klionsky和Yoshinori Ohsumi（就是大隅良典）開(kāi)始用酵母研究自噬了。
再后來(lái)就是越來(lái)越多科學(xué)家加入了研究自噬的隊(duì)伍。
細(xì)胞自噬分為三種方式。這是根據(jù)如何打包物質(zhì)和如何運(yùn)送物質(zhì)來(lái)劃分的。
第一種叫宏自噬，也叫巨自噬，顧名思義就是比較大，細(xì)胞膜或者其他的雙層膜去把那些不想要的東西包裹起來(lái)，然后和溶酶體融合。這一般是比較大的細(xì)胞器之類(lèi)。
第二種叫微自噬。顧名思義就是比較小，就是溶酶體或者液泡直接用自身去吞噬那些需要降解的東西。也許是細(xì)胞器，也許是蛋白質(zhì)。
第三種叫分子伴侶介導(dǎo)的自噬。這個(gè)是指分子伴侶將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)先從折疊狀態(tài)恢復(fù)為未折疊的狀態(tài)，再放到溶酶體里。
這三種自噬就是自噬全部的方式了。第一種是最主要，也是研究最透徹的。所以狹義上巨自噬就是自噬了。
另外，自噬分為兩種，非選擇性自噬和選擇性自噬。在酵母中，選擇性自噬還分為cvt途徑，線粒體自噬和過(guò)氧化物酶體自噬。第一個(gè)的意思是把細(xì)胞中的氨基膚酶、甘
露糖酶等酶的前體送到液泡里，把這些酶激活，再送回細(xì)胞質(zhì)，從而發(fā)揮其水解酶的作用。
酵母細(xì)胞里只有第一種，巨自噬。
自噬是這樣發(fā)生的。
第一步是細(xì)胞核發(fā)出一種信號(hào)，指示細(xì)胞里某個(gè)部分需要降解了，或者是那些垃圾誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生了某種反應(yīng)，于是自噬發(fā)生了。這些信號(hào)被細(xì)胞接受以后，酵母細(xì)胞里是在一個(gè)稱(chēng)為Atg8的蛋白質(zhì)附近，也稱(chēng)為PAS附近，形成自噬體。而哺乳動(dòng)物細(xì)胞是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體接觸的某個(gè)地方，開(kāi)始逐漸形成一種扁平的，類(lèi)似碗的形狀的一種雙層膜結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不斷延伸，擴(kuò)張，最后變成了自噬體。這個(gè)膜可能是是某些細(xì)胞器膜分出一部分去包裹那些將要被降解的東西，比如如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、內(nèi)吞體、質(zhì)膜和線粒體都有可能。當(dāng)然也有可能是在原地立馬組裝出一張膜來(lái)。包裹起那些不要的東西。這一步就是形成了自噬體。這是暫時(shí)的。
第二步就是自噬體逐漸擴(kuò)張，收口，包裹那些垃圾了。自噬體是球型的。
第三步就是自噬體和液泡或者溶酶體融合了。反正都是膜，融合起來(lái)毫無(wú)壓力。
第四步也是最后一步，就是自噬體和液泡或者溶酶體融合以后，那些不要的東西在某些酶的作用下分解了。分解成氨基酸脂肪酸之類(lèi)，剩下的殘?jiān)团懦黾?xì)胞了。當(dāng)然也可能暫時(shí)留著。說(shuō)不定能廢物利用呢。
提到自噬，你一定還能想到一個(gè)詞。凋亡。那這倆是不是一回事呢？
答案是否定的。自噬和凋亡不是一回事。那他們有沒(méi)有關(guān)系？這個(gè)必須有了。
細(xì)胞死亡分為三種，壞死，凋亡，自噬性細(xì)胞死亡。自噬和凋亡是并列的。
壞死就是機(jī)體受到損傷，細(xì)胞代謝停止，功能喪失。溶酶體里的水解酶釋放分解了整個(gè)細(xì)胞，或者是白細(xì)胞大老遠(yuǎn)的跑來(lái)釋放了水解酶。
凋亡也稱(chēng)為1型程序性細(xì)胞死亡。依靠的是胱冬肽酶等一大堆水解酶。細(xì)胞凋亡有以下特點(diǎn)：染色體濃聚、細(xì)胞皺縮、DNA降解和凋亡小體形成。這個(gè)是高中生物書(shū)上就有的啦。最后殘余部分被巨噬細(xì)胞吃掉。
而自噬也叫2型程序性細(xì)胞死亡。這個(gè)純粹是依靠溶酶體的。不依賴某些酶。
那凋亡和自噬有什么關(guān)系？凋亡和自噬是一種動(dòng)態(tài)平衡。自噬可能比凋亡早發(fā)生，從而啟動(dòng)凋亡。自噬也可能抑制凋亡，從而保護(hù)細(xì)胞。自噬還可能向凋亡轉(zhuǎn)化。
就這三步，自噬就完成了。但是這里面有一個(gè)問(wèn)題。最初包裹那些垃圾的膜是從哪來(lái)的呢？
在酵母里，這個(gè)過(guò)程是這樣發(fā)生的。膜會(huì)在自噬體組裝位點(diǎn)（PAS，這個(gè)位置是靠近液泡的），在Atg8還有其他蛋白質(zhì)的作用下開(kāi)始擴(kuò)展生長(zhǎng)。然后就這么長(zhǎng)成了自噬體。
而在哺乳動(dòng)物細(xì)胞里，過(guò)程就不一樣了。形成自噬體的區(qū)域是分散在整個(gè)細(xì)胞里的。于是我們現(xiàn)在有非常多的假說(shuō)。
第一種假說(shuō)認(rèn)為，自噬體膜是來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的。而自噬體就形成在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體接觸的地方。所以還要一直說(shuō)法認(rèn)為自噬體膜來(lái)自線粒體外膜。
還有三種假說(shuō)分別認(rèn)為自噬體膜來(lái)自高爾基體，內(nèi)吞體（就是從細(xì)胞膜上的胞飲）還要細(xì)胞膜。這些假說(shuō)各有證據(jù)，目前還很難說(shuō)哪一個(gè)是對(duì)的。也許都是對(duì)的。誰(shuí)知道呢。
自噬就是這么個(gè)玩意。你大概懂了不？自噬在細(xì)胞里是一個(gè)非常保守的過(guò)程，很少進(jìn)化。自噬的出現(xiàn)是為了適應(yīng)環(huán)境，尤其是碰上不好的年景，比如缺乏營(yíng)養(yǎng)啦，餓著啦，壓力特別大啦，或者氧氣水分特別少什么的，就需要自噬了。
自噬現(xiàn)在對(duì)于臨床研究非常重要。比如，腫瘤經(jīng)常在環(huán)境非常差的時(shí)候還能生長(zhǎng)，就是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞的自噬非常劇烈。所以理論上如果阻斷了腫瘤細(xì)胞的自噬，它們不就不會(huì)生長(zhǎng)了嗎？
再比如一些神經(jīng)退行性疾病，如帕金森，就是大腦里出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)。而且還清除不掉。本質(zhì)上也是自噬出了問(wèn)題。
自噬還和免疫有關(guān)。總之，自噬目前的研究還不夠深入，尤其是關(guān)于自噬的基因和自噬的機(jī)制。所以，我們就等待科學(xué)家們?cè)倥σ幌掳蓗
