适者生存的理论源头 ——细胞自噬

细胞的自噬现象发现与上世纪60年代，经过几十年的发展，于90年代被日本科学家大隅良典（Yoshinori Ohsumi）捧红，并依靠对酵母细胞自噬机制的研究获得了2016年诺贝尔生理学或医学奖。
那么什么是细胞自噬？简单来讲，细胞自噬就是细胞的自我消化，将一些暂时用不上的组分降解回收，再经过重新组装成自己需要的东西，废物利用、更新换代。细胞通过这种自我调整机制来保持细胞活力。同时也是一种应对饥饿、机体感染等外界因素影响的应急机制，来维持机体稳态。
 
自噬分类：
自噬是细胞内分解代谢的一种途径，除此之外还有另一种我们熟知的途径——泛素蛋白酶体途径。细胞自噬其实分为三种方式，这是根据如何“打包”物质和如何运送物质来划分的。
第一种叫巨自噬（macroautophagy），顾名思义就是自噬体比较大，用细胞膜或者其他的双层膜去把那些不想要的东西包裹起来，然后和溶酶体融合。
第二种叫微自噬（microautophagy），顾名思义就是自噬体比较小，溶酶体或者液泡直接用自身去吞噬那些需要降解的东西，也许是细胞器，也许是蛋白质。
第三种叫分子伴侣介导自噬（chaperone-mediated autophagy），是指分子伴侣将细胞内的蛋白质先从折叠状态恢复为未折叠的状态，再放到溶酶体里。
 
自噬的关键过程：
自噬5大关键过程：（1）自噬泡（phagophore）的形成：（2）Atg5-Atg12-Atg16L复合物形成并与自噬泡融合；（3）微管相关蛋白轻链3（microtubule-associatedprotein light chain3，LC3）由可溶解形式（LC3-I）转变为脂溶形式（LC3-II）,与自噬泡结合形成自噬体。（4）自噬体捕获需降解或清除的蛋白质、细胞器等物质；（5）自噬体与溶酶体结合形成自噬溶酶体。具体分子机制请看下图。
 
细胞发生自噬是一个非常“保守”的过程，几乎没有进化。细胞自噬的出现是为了适应环境，尤其是碰上了“不好的年景”，比如细胞内细胞器损伤、异常蛋白过度积累、病原体感染、缺乏营养、饥饿难耐，或者细胞中氧气、水分特别少的时候，就需要自噬了。
自噬的研究对于临床医学领域非常重要：
比如，自噬功能对于癌症具有两面性。多种自噬机制可用于抑制肿瘤，当细胞接受危险信号时，自噬机制会被启动，去除胞内异常的蛋白和细胞器，保护细胞免于癌变。随着研究的深入，人们发现自噬水平在许多实体肿瘤中升高，特别是营养物质受限导致癌细胞进入休眠状态时，自噬成为癌细胞赖以生存的法宝。
再比如一些神经退行性疾病，如阿兹海默症（AD）最为显著的病理特征是细胞内MAPT/tau聚集变体及β-淀粉样蛋白异常聚集形成β淀粉样斑块沉集，逐渐导致神经元细胞死亡和认知功能下降；帕金森病的病例特征是黑质细胞区多巴胺能神经元变性缺失和蛋白样路易小体的形成。而神经细胞自噬是清除胞内异常蛋白聚集的重要途径，提升细胞自噬能力对于神经退行性疾病的治疗意义重大。