基礎(chǔ)研究瞄準(zhǔn)重要疾病治療
——2016年諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎的意義
2016年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎日前在瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院揭曉,日本科學(xué)家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因發(fā)現(xiàn)細(xì)胞自噬作用機理而榮獲這一獎項。
細(xì)胞自噬是一個非常基礎(chǔ)的研究,這一現(xiàn)象早在20世紀(jì)50年代就被發(fā)現(xiàn),已經(jīng)有無數(shù)研究人員在從事該領(lǐng)域的研究,并產(chǎn)生了大量成果,僅僅是自噬基因Atg家族就被發(fā)現(xiàn)有30多個。研究細(xì)胞自噬的鼻祖并非是大隅良典,而是比利時科學(xué)家杜夫(Christian de Duve)。他在20世紀(jì)50年代通過電鏡觀察到自噬體結(jié)構(gòu),并且在1963年的溶酶體國際會議上首先提出了“自噬”這種說法。他與另外兩人因發(fā)現(xiàn)溶酶體而共同獲得1974年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。盡管有很多人研究細(xì)胞自噬,但大隅良典有其獨特的首次發(fā)現(xiàn),即通過酵母研究發(fā)現(xiàn)和克隆了第一個酵母自噬基因Atg1以及自噬標(biāo)志物L(fēng)C3,這是創(chuàng)新的具體體現(xiàn)。
重視基礎(chǔ)研究是諾貝爾獎一貫的傾向和導(dǎo)向,細(xì)胞研究就是生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)大項之一。細(xì)胞自噬又稱Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡,而第一個被認(rèn)定的細(xì)胞死亡是細(xì)胞凋亡,即Ⅰ型程序性細(xì)胞死亡(PCD),有關(guān)研究人員也已獲得2002年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(英國的悉尼·布雷內(nèi)、美國的羅伯特·霍維茨和英國的約翰·蘇爾斯頓,因發(fā)現(xiàn)器官發(fā)育和程序性細(xì)胞死亡過程中的基因調(diào)節(jié)作用而獲獎)。
現(xiàn)在的研究表明,細(xì)胞自噬和細(xì)胞凋亡兩者共同調(diào)控細(xì)胞死亡。理解細(xì)胞自噬以及細(xì)胞凋亡,對于認(rèn)識衰老、分化及發(fā)育、免疫和清除微生物、腫瘤等疾病的病理生理過程有重要意義,可應(yīng)用于治療癌癥和延緩衰老。例如,F(xiàn)as(Apo-1/CD95)和TRAIL是腫瘤壞死因子受體(TNFR)家族的跨膜蛋白,它們介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。這一過程是通過激活細(xì)胞自噬來完成的,激活細(xì)胞自噬后使得細(xì)胞的致死率或者上升或者下降,因此Fas和TRAIL介導(dǎo)具體細(xì)胞(癌細(xì)胞)的凋亡效果是不同的。
當(dāng)然,細(xì)胞自噬應(yīng)用于抗癌等疾病還有多種途徑。例如,為了不被機體免疫系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和攻擊,癌細(xì)胞也會自噬自己的一部分不正常的“身體”,讓自己“身體”保持正常狀態(tài);或者在缺乏營養(yǎng)時,“丟卒保車”,吃掉一小部分自己以保證主體部分存活,等待有充足食糧時再死灰復(fù)燃。這時,如果能抑制癌細(xì)胞的自噬,就有可能受到免疫系統(tǒng)的識別而遭受攻擊,并且可以讓其真正“糧盡彈絕”而死亡。而對于神經(jīng)退行性疾病,如阿爾茨海默病(老年性癡呆),也可以通過細(xì)胞自噬的原理來防治。β淀粉樣蛋白(Aβ)沉積被視為阿爾茨海默病的主要病因,如果細(xì)胞自噬能特異性地吃掉Aβ,就有可能治愈或改善該病。
不過,所有這些都要依賴對細(xì)胞自噬機理的深入理解才能做到,基礎(chǔ)研究正是在為實現(xiàn)這些美好而重要的目標(biāo)而夯實基礎(chǔ)。
大隅良典能夠獲獎?wù)侨毡局匾暬A(chǔ)研究的結(jié)果。包括他在內(nèi),迄今日本已經(jīng)有4人獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,其他3人分別是利根川進(jìn)(因闡明了多種抗體培養(yǎng)的遺傳原理而獲得1988年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎)、山中伸彌(因發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞而獲得2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎)、大村智(因發(fā)明了治療盤尾絲蟲病和淋巴絲蟲病的藥物阿維菌素而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎)。從這4人的研究內(nèi)容看,只有大村智的研究涉及臨床和藥物,其他3人的研究則都是基礎(chǔ)研究。
而從日本已經(jīng)獲得的醫(yī)學(xué)或生理學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)3項自然科學(xué)獎來看,都以基礎(chǔ)研究的內(nèi)容居多,尤其是獲得諾貝爾物理獎的最多,達(dá)9人。在獲得諾貝爾獎人數(shù)最多的前10個國家(美國、英國、德國、法國、瑞典、日本、俄羅斯、瑞士、荷蘭、意大利)中,日本名例第6位,有23人獲獎,這也應(yīng)歸功于其重視基礎(chǔ)研究,或許這正是日本獲取諾貝爾獎的戰(zhàn)略目標(biāo)。
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