細胞自噬：我不是跟自己「過不去」

細胞自噬：我不是跟自己「過不去」

——生院新近PI葛亮老師專訪

說起自噬，可能大家會有所疑惑，難道細胞會自己吃自己嗎？

細胞自噬確實是細胞自己吃自己，但這並不是和自己過不去。為了對細胞自噬有一個清晰的認識，我們採訪到了以細胞自噬為研究方向的葛亮老師。

葛亮老師

葛亮，清華大學生命科學學院-生命科學聯合中心助理教授、研究員。

致力於自噬體膜形成的分子機制，及細胞自噬對細胞內穩態維持以及相關重大疾病（如癌症和神經退行疾病）的研究。

採訪中，老師生動形象地為我們介紹了「自噬」概念的產生，解釋了細胞自噬的過程，強調了細胞自噬研究的重大意義，最後還與我們分享了自己科研生涯的種種經歷，讓我們受益匪淺。

下面就是葛老師在這次訪談中為我們介紹的細胞自噬的概念以及自身科研的感悟。

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生物體的「自噬」不是跟自己「過不去」

乍一看自噬的意思就是自己吃自己，是對自身的傷害，但實際上，自噬是生物適應環境的一種表現。例如，紐西蘭的一種螽斯會在特殊季節將自己的腿吃掉以維持營養，保證自己的存活；壁虎斷尾人盡皆知，但你所不知道的是，斷尾不僅可以用來逃避敵人的獵殺，在特殊時期壁虎還會將斷尾吃掉作為能量來源；更廣泛地來說，不僅僅是動物，微生物中也存在自噬的現象，比如酵母會在營養富集時形成一些儲藏營養物質的「小隔間」，在營養缺乏時酵母則會將這些「小隔間」吃掉。

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細胞自噬就像「垃圾綜合治理」

相比於宏觀生物體的自噬，細胞自噬的發生更為廣泛，意義也更為重大。對單個細胞來說，自噬過程就像細胞內的「垃圾綜合治理」，細胞內破損的細胞器，「不小心」被錯誤合成的蛋白質以及外來的對細胞有害的物質等等都是這個「垃圾綜合治理」體系所需要處理的「垃圾」。細胞通過這個體系對不同的垃圾進行處理，外來的毒素被降解而失去毒性，細胞器、蛋白質等被降解而形成可以重複利用的物質（就像我們日常生活中見到的再生塑料瓶一樣）。這種高效節能的垃圾處理體系既有利於細胞緩解外部不利因素帶來的壓力，又有利於物質的循環利用，對細胞的正常生活意義非凡。若是自噬機制出現了問題，那麼細胞內的「垃圾」就會堆積起來，試想一下，若是那一天沒有了垃圾處理場，我們的城市當時何種景象？這種情況若在大量神經細胞中發生，就可能導致神經方面的疾病。

在細胞層面上自噬往往有利於細胞自身，但對人類而言，自噬並不總是有利的。其中最顯著的一方面就是癌細胞的自噬。以化療藥物殺死癌細胞是一種較為成熟的癌症治療方案，但這種方案往往需要過量的藥物才能殺死癌細胞，這中間原因就在於癌細胞內有很高的自噬水平，因此它能很快的清除掉人們使用的化療藥物，使自己得到在藥物的「圍攻」下得以存活。因此針對癌細胞自噬的研究也可有助於癌症的治療。

細胞自噬既有利於緩解外部環境的壓力，又有利於細胞中物質的循環，對生物體的正常生活意義重大。

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溶酶體是細胞自噬的關鍵

細胞自噬這一概念在50多年前就已經提出，在眾多科學工作者的研究下，人們了解到細胞自噬依賴於細胞內一種特殊的細胞器——溶酶體。溶酶體內含有各式各樣的與降解有關的酶，這使得它能降解各式各樣的蛋白以及其他物質。上面所說的「垃圾」一旦被「運進」溶酶體，它們就會被降解成小分子物質被循環利用或被排出細胞外。

那麼，接下來的問題就是這些「垃圾」是如何到達溶酶體的呢？科學家發現自噬一般可分為三類：巨自噬、小自噬以及分子伴侶介導的自噬。其中小自噬就是溶酶體表面直接形成一些內陷的小膜泡將垃圾包裹進去進行處理；而分子伴侶介導的自噬則針對單個蛋白，在這種自噬過程中，分子伴侶（一種特殊的具生物活性的小分子物質）可以結合蛋白並把蛋白帶到溶酶體，接著溶酶體就可以對其進行降解。相對而言，巨自噬就較為複雜，為了降解破損的細胞器，內質網往往參與到一種特殊的囊泡的形成中，而這些囊泡就包裹著待降解的細胞器並把它們帶到溶酶體進行降解。

總的來說，溶酶體是自噬過程的核心，只有在發生在溶酶體中的降解細胞自身組分的過程才叫做細胞自噬。

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遇到逆境不要放棄，用心投入就能得到回報

在訪談過程中，葛老師還聊到了自己科研生活中的趣事。

在他剛到研究所時滿腔熱情，一心想進實驗室做科研，然而現實卻不盡如人意。他曾太過於積極地做實驗而弄壞實驗室的儀器，被老師批評，被停實驗，被認為是「問題學生」等等。面對這些逆境，他沒有陷入挫折中或是逆反的心理，而是趁著停實驗的時間看完了自己領域裡的各種文獻，積極地思考，慢慢地做好了自己的課題，逐漸從「問題學生」變成「實驗室棟樑」，從和現階段的我們一樣的科研小白「進化」為了一名科學家。

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最後，以葛老師講述他對待科研的態度作為本文的結尾：

「從根本上解決一個科學問題要有好奇心，沉下心來探索未知世界的奧秘，並好好享受研究和發現的過程。」

圖文編輯 / 趙潔青，左清宇

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