細胞是生物體基本的結構和功能單位，但是你知道什麼是細胞自噬嗎？炎症、免疫、病毒複製跟細胞自噬之間有著怎樣微妙的關係？10月9日，第十八期“刊媒惠”科技論文成果推介沙龍之“小細胞，大作用”專場如約而至。北京市農林科學院畜牧獸醫研究所助理研究員侯磊，以“細胞自噬與病原微生物間的相互作用”為題向大家分享了他在細胞自噬領域的研究。
自噬的發展歷程
翻開細胞自噬的發展史，厚重而精彩。上世紀60年代，研究人員首先發現細胞自噬現象，受到干擾的自噬過程與多種病症有關聯，包括帕金森病、糖尿病和癌症。
上世紀70年代，比利時科學家克里斯汀·德·迪夫發現了溶酶體，首先提出了“自噬”這個詞，因此獲得了1974年諾貝爾生理或醫學獎獲。
克里斯汀·德·迪夫 大隅良典
上世紀90年代，細胞自噬這個研究領域開始了大發展。日本科學家大隅良典通過篩選酵母菌突變株，發現了對自噬至關重要的基因，揭示了自噬的基本機理及其生理意義，由於他對自噬方面的重大貢獻，獲得了2016年諾貝爾生理學或醫學獎。
1996年，Daniel Klionsky在研究蛋白從細胞質到溶酶體的定位過程中，發現這一過程和細胞自噬用了同樣的基因，進而發現了一系列調節自噬的基因。 美國西南醫學中心的Beth Levine教授，她可以說是最早將細胞自噬的過程與人類疾病聯繫起來的科學家，她發現了Beclin-1這個抑癌基因是通過調節細胞自噬的過程來實現其功能的。
近年來，隨著酵母遺傳學和分子生物學技術的快速發展，人們對細胞自噬的認識有了長足的進步，並深刻地認識到自噬在機體的生理、 病理以及免疫應答方面均起著非常重要的作用 。 2004年 12 月5日出版的《Science》雜誌預測對自噬的研究將會成為 2005 年科技領域的六大熱點之一，且排在第一位。2005 年 4 月一份高影響力的國際性 SCI 期刊《Autophagy》正式誕生。有關自噬研究的第一次國際性會議於 2005 年4 月在意大利召開。
正如當年對細胞凋亡（Apoptosis）的研究一樣，對細胞自噬的關注很快成為生命科學領域一個新的研究熱點，並引起了各國科學家的高度關注。自噬到目前為止也一直是科學家研究的熱點。
什麼是細胞自噬
什麼是自噬？簡單來說就是真核細胞在其生長與發育過程中進化出的一種利用溶酶體清除自身多餘的生物大分子（主要是長壽命蛋白質）和受損細胞器以維持代謝平衡和內環境穩定的生命現象。
自噬能實現這些功能：維持機體細胞的代謝平衡、阻礙侵入細胞內的病原微生物增殖、參與機體的免疫應答。根據底物被運送至溶酶體時所經途徑的不同而將細胞自噬分為三種基本類型，分別為巨自噬、微自噬和分子伴侶介導的自噬。
自噬的發生要經歷這樣一個過程：首先自噬分子和來源於其他亞細胞結構的雙層膜進行結合，通過這個膜不斷延伸形成一個閉合的囊泡，到了囊泡階段，自噬過程中叫不完全自噬過程。它再發展就會與溶酶體結合，形成自噬溶酶體，蛋白酶會將包裹的物質進行一個降解，這個過程叫完全自噬。
自噬作為真核細胞所特有的一種參與物質代謝的生命現象，其發生和發展過程受到宿主細胞的嚴格調控。自噬的信號調控主要受兩個通路控制，簡單地說就是工廠上的流水線，從上到下每個環節都有相應的分子和蛋白在行使功能。首先是通過PI3K，激活之後可以正向的調控自噬的誘導，能夠誘導自噬的發生，是一種正調控。第二個就是MTOR，能夠抑制自噬，是一種負調控。
自噬的檢測方法主要有三種，分別是透射電子顯微鏡技術、免疫印跡技術和激光共聚焦技術。
自噬與病毒複製間的關係
我們都知道，病毒是一個細胞的寄生物，離開細胞之後不能生存。病毒的生存與其顛覆宿主細胞的抗病毒防禦機制的能力密切相關。越來越多的研究表明，細胞自噬在不同病毒的感染過程中的作用不盡相同，包括自噬抑制病毒的複製，自噬促進病毒的複製，以及二者之間沒有相關性。
這三種情況分別都有相應的病毒體現他們博弈的過程。第一種情況，誘導細胞自噬之後，能夠抑制病毒的增殖。有研究表明，細胞自噬能夠保護果蠅抵抗水皰性口炎病毒的感染；還有一些病毒能誘導自噬並利用自噬的過程增殖，比如脊髓灰質炎病毒、腦心肌炎病毒、登革熱病毒等，大部分跟傳染病息息相關；像豆苗病毒，還有鼠肝炎病毒，在抑制細胞自噬之後，他們在細胞中能夠正常的繁殖，不受任何影響。
自噬與天然免疫間的關係
免疫反應從專業角度分為先天性免疫和獲得性免疫，先天性免疫是指黏膜感染微生物以後的一個廣譜的抗微生物的作用；獲得性免疫，就好比我們打了一種疫苗，產生了抗體，如果再感染這個病毒的話，我們機體有相應抗病毒的機制去清除它，是專性的。
那麼問題來了，免疫是越強越好嗎？所有機體中，適可而止的免疫狀態最佳。太弱當然不好，機體沒有抵抗力，太強反而也不好，因為會干擾到我們機體的其他功能。
自噬與細胞凋亡間的關係
細胞自噬涉及細胞自食，即細胞將細胞內多餘或受損的蛋白及細胞器清理掉，使細胞繼續生存下去。而細胞凋亡則是通過細胞內的遺傳機制有序地使細胞走向死亡，最終是整個細胞的成分被消化講解。因此，正常情況下，細胞自噬起著保護細胞的作用；而細胞凋亡則負責清除老化受損的或突變的細胞，從而保護個體的健康。細胞自噬和細胞凋亡在細胞內都是有序地進行的遺傳機制。
細胞自噬與細胞凋亡的關係複雜，雖然自噬與凋亡可在同一細胞內發生，但自噬與凋亡是相互抑制的。當細胞受環境壓力較小時，細胞啟動自噬機制克服壓力，避免細胞死亡；但當環境壓力加大或持續延長時，細胞自噬過渡消耗細胞內的蛋白和細胞器而使細胞無法繼續生存，這時細胞啟動凋亡過程並抑制自噬，使細胞進行程序化死亡。
自噬與炎症反應間的關係
細胞自噬實際上誘導的是能夠抑制炎症反應的一些分子，還有一些炎症消解的產生。細胞自噬在產生、發展的過程中能夠行使我的功能去清除他的時候不需要其他的機制干擾我，一旦我承受不了這種壓力的時候，我會轉而去激活其他的通路，用其他通路來補充再清除他，如果其他的通路也不能清除的時候，這可能就會造成臨床上的動物或者人的一些疾病，以及病理變化的產生、發生、發展的過程。
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