200708302029身體小宇宙 細胞自體吞噬機制 生命延續關鍵

林天送專欄



    近期《科學》預言,「自體吞噬」將會是2005年度最熱門的醫學研究領域。

    細胞自體吞噬是調節所有生物的細胞生息循環的重要關鍵。而《自然》的一篇論文報導:剛出生的動物在沒有外來的營養供給時,細胞自體吞噬能分解本身的細胞,暫時供應基本養份以維持生命。

 

    《科學》的報導指出,生物為了保持生命的延續,必須不斷地進行生物合成蛋白與製造新細胞,但也必須運用分解代謝程序去消耗,以求平衡。今年諾貝爾化學獎頒發給發現「蛋白質分解」機制的三位科學家,是肯定代謝程序的重要性。如果細胞失去分解能力時,則會引起許多疾病。但是要進一步去分解細胞器則得依賴細胞自體吞噬。

    細胞自體吞噬的種類

    細胞自體吞噬有三類:巨噬型、微型與陪襯仲介型。其中以巨噬型最為重要,一般也都以巨噬型做探討對象。近年來的研究找到推動這些自體吞噬的基因及蛋白而才能進一步用分子的層次來探討細胞分解的運轉機制,這將是未來生物醫學的熱門研究領域。

    健康與否與自體吞噬機制息息相關

    自體吞噬程序可以用來說明細胞生息循環的機制,如細胞分裂、細胞自殺程序、DNA的修護、基因的轉錄、免疫與發炎反應的機能。一個人的健康情況也常與自體吞噬機制有密切關聯,譬如自體吞噬可以分解在腦部累積成糰的蛋白,但它也可能誘發細胞自殺程序而帶來腦神經萎縮疾病。

    鏈球菌A體引發喉痛 勿輕忽

    《科學》的另一篇報導,細胞自體吞噬有抵抗外來鏈球菌-A體傷害的機能,鏈球菌-A會侵犯到非吞噬細胞,而發生許多喉嚨及皮膚疾病,如咽炎。

    嚴重的鏈球菌-A感染,有時候會引起致命的鏈球菌毒休克症候群,症狀是血壓突降而導致多重器官衰竭,故不可輕視喉嚨痛的症狀,有必要檢驗出是否感染到鏈球菌-A體,抗生素能有效殺菌。

    HeLa細胞做試管實驗,日本醫學研究者發現:在免疫反應過程中,自體吞噬機制能包圍而進一步吞噬消滅菌體。但如果把HeLa中的自體吞噬細胞Atg5分離掉,則容易被鏈球菌-A體感染而遭破壞。他們也進一步測試其他菌體與病毒。故如何保持Atg5細胞的質量將是免疫反應的重要關鍵。

    營養供需缺乏求生靠自體吞噬機制

    《自然》的報導:以剛出生且還沒有餵奶的幼鼠做實驗,那些缺乏Atg5細胞的小鼠最多只能活12小時,牠們的血液及組織所含的胺基酸也相當低,而正常小鼠則能活21小時。用螢光技術觀察這兩組剛出生幼鼠的細胞自體吞噬器的活躍情況,那些缺乏Atg5細胞的小鼠的確沒有自體吞噬機制。

    嬰兒與小動物在胎盤裡有母體供應營養,但一出生,還沒有餵奶之前如被遺棄,則得靠自體吞噬機制把細胞分解成胺基酸,以供應能量或用來製造新的蛋白質以維持生命,這是動物界求生存的一個重要機制。(作者林天送為美國聖路易華盛頓大學教授)

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