自噬與腫瘤的關系及其在減數分裂中的作用介紹

自噬，不可不知的諾獎級別熱點！

俗話說，一白遮三丑，一胖毀所有。在這個看臉的時代，人長胖了要減肥來維持健康和顏值，細胞也是一樣的！

自噬是細胞中存在的一種非常關鍵的“減肥”機制。在饑餓、能量缺乏等代謝應激條件下，細胞會通過自噬來獲得新的能量來源和物質需求以維持細胞的基本生命活動。同時自噬還參與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展。大量研究表明，自噬功能障礙與衰老、腫瘤、神經退行性疾病、心腦血管病、代謝糖尿病和自身免疫疾病的發(fā)生發(fā)展密不可分。由此，揭示自噬在不同疾病中的作用機制并發(fā)現(xiàn)靶向自噬功能障礙的藥物正成為藥物研發(fā)的熱點領域。也正是由于自噬的重要性，自噬成為2014年國自然中標熱門詞匯，也是被預測為“諾貝爾獎”級別的熱點！

某機構統(tǒng)計了2004年至2015年這12年自噬研究的標書，發(fā)現(xiàn)不論是從數量還是資助總額都在逐年提高。2015年醫(yī)學部的資助數量為241個，總資助額度為11261萬元，平均資助力度為46.7萬元/個。其他學部資助數量為66個，總資助額度為3938萬元，平均資助力度為59.7萬元/個。這種火箭式的增速，大有趕超上海房價的趨勢！那么時至2016年，自噬研究又有哪些突破性的研究方法和結果值得關注呢？  

       
數據來源：http://www.aiweibang.com/yuedu/55171437.html

1 自噬的基本介紹

自噬是一個吞噬自身細胞質蛋白或細胞器并使其包被進入囊泡，并與溶酶體融合形成自噬溶酶體，降解其所包裹的內容物的過程。自噬是細胞內固有的用來降解非必須或者錯誤折疊的細胞組分的過程，單詞autophagy來自于希臘語，auto=self，phagy=phagein=to eat，吃掉自己~自噬過程中，待降解的組分形成雙層膜結構的自噬小體，通過與溶酶體的融合，完成降解和再利用。在疾病發(fā)生的過程中，自噬一般被認為是細胞對外界環(huán)境壓力的響應，在某些場合能夠促進細胞存活，但在另一些場合促進細胞死亡。已有的自噬研究表明，AMPK-mTOR通路在自噬過程中發(fā)揮重要作用，通過一系列自噬相關基因（autophagy associated gene, ATG）家族蛋白完成自噬的過程。

2 自噬與腫瘤的關系：

自噬與腫瘤是研究的重中之重，而其對于腫瘤來說是一把“雙刃劍”。一方面自噬通過促進細胞在養(yǎng)料氧氣不足或化療藥物處理時的存活和降解促凋亡因子實現(xiàn)促癌效果，另一方面自噬過程也會控制細胞的增殖，抑制血管形成，從而抑制腫瘤的生長。下圖就是一個簡單的歸納圖。

最近幾年，自噬的癌癥研究越來越火熱，以2016年為例，Cell Reports(IF=7.87)的一篇研究表明自噬是高轉移性的腫瘤細胞轉移和入侵的必要條件。

在腫瘤轉移過程中，黏著斑在腫瘤細胞行進路徑前方形成，當細胞通過后，黏著斑漂移回到細胞。黏著班的拆卸過程中，通過自噬通路分解其內容物，并允許細胞的后邊緣擺脫細胞外基質，被前端的牽引力拉著前進。這篇文章確定了自噬在黏著斑蛋白分解拆卸中的關鍵角色以及其對于逃離原發(fā)腫瘤的必要性，為臨床中治療腫瘤提示了一個新的方向，即抑制自噬可能是阻止轉移性癌擴散的一種方法。

在絕大部分科學家不斷探索自噬產生的后果時，另外一些科學家另辟蹊徑，將目光從自噬產生的結果更多地轉移到自噬的發(fā)生層面。近來，日本的科學家宣布他們成功探明了自噬啟動的機制。通過對酵母的研究發(fā)現(xiàn)，促進自噬過程的Atg13蛋白質會與其他4種蛋白質通過網狀結構進行連接，形成一個巨大的細胞自噬啟動裝置。這個裝置能夠創(chuàng)造出二重膜結構，僅吸收分解物質。這個研究成果對預防和治療由細胞自噬引發(fā)的癌癥及神經類疾病有重要意義。該文章于2016年7月11日刊載在Developmental Cell （IF=9.338）上。

3  自噬在減數分裂中的作用

自噬除了在腫瘤疾病中同時扮演著正反面的作用，在其他很多細胞過程如能量代謝、骨關節(jié)炎、感染中也有著重要作用。例如一篇發(fā)表在2016年Autophagy(IF=9.108)的文章闡述了自噬作為重要的調節(jié)機制，參與精子的分化與成熟的過程。自噬的缺失會導致精子活力衰減，精子形態(tài)尤其是尾部結構遭到破壞，出現(xiàn)嚴重的畸形精子癥，影響生殖。

中科院動物所的李衛(wèi)研究組發(fā)現(xiàn)精細胞中自噬被阻滯后，精子分化過程中一系列的關鍵結構的組裝遭到破壞，導致大量本該移除的胞質存留在精子頭部，出現(xiàn)形態(tài)畸形與運動障礙。該研究進一步證明自噬過程通過特異的降解細胞骨架調節(jié)蛋白PDLIM1促進了細胞骨架的正常組裝，保證了精子分化的正常進行。該研究揭示了自噬在精子發(fā)育過程中的重要功能，使精子形態(tài)建成的機制研究得到進一步完善。

總而言之，無論是研究自噬的啟動、流程還是后果，我們最終的目的都是探尋自噬在細胞異常中的作用，進而為疾病治療尋找新的思路，在臨床中得到相應的應用。自噬與細胞凋亡一脈相承。而凋亡早在2002年就已經獲得諾貝爾生理學獎，自噬的春天還會遠嗎？這個領域的弄潮兒，只要抓住機遇，也許下一個諾貝爾獎得主就是你！

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