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细胞自噬 诺贝尔医学奖概念股梳理

2016-10-08 17:19:20阅读(0

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  澄泓研究•潜伏者工作室成员:索罗神、千山暮雪_、交易猹Apollo、阿亮bright(掌门人)(主笔)

  【导语】

  我们之前的诺贝尔生理学或医学奖有奖竞猜不幸押错啦,没有花落肿瘤免疫治疗,而是授予了细胞自噬研究方向。那么细胞自噬又是什么鬼?本文给你带来最科普最通俗解读,并全网首发细胞自噬概念股。

  【核心逻辑】

  今年诺贝尔生理学或医学奖授予了日本科学家大隅良典,奖励他发现了细胞自噬的机制。细胞自噬是细胞内的一种自食的生命现象,相当于细胞内的“清洁工”或“废品回收站”,具有清除废物、生长发育、饥饿时的营养应急等生理功能,而且在肿瘤、神经退行性病、心血管病、感染性疾病的发生发展中均具有十分重要的作用,因而可能成为一些疾病治疗的突破口。目前国外已经或正在开展将自噬抑制剂药物如氯喹、羟氯喹用于治疗某些肿瘤的临床试验,未来如获成功,氯喹、羟氯喹的生产厂家将大大受益。本文挖掘出A股中的相应概念股,重点推荐上海医药601607)。

  【细胞自噬到底是什么?】

  细胞自噬(Autophagy)是细胞内的一种自食(Self-eating)的生命现象,方式是将细胞内需降解的细胞器、蛋白质等包裹进一个膜结构中,从而形成小型囊体并被输运至被称作“溶酶体”的回收机构进行分解。

  目前普遍认为自噬是一种防御和应激调控机制。细胞可以通过自噬和溶酶体,消除、降解和消化受损、变性、衰老和失去功能的细胞、细胞器和变性蛋白质与核酸等生物大分子,为细胞的重建、再生和修复提供必须原料,实现细胞组分的再循环和再利用。因此,自噬相当于细胞内的“清洁工”或“废品回收站”。

  图1:自噬的发生过程

  (图片译自:Yang Z, Klionsky DJ. Eatenalive: a history of macroautophagy. NatCellBiol.2010,12(9):814-822)

  【细胞自噬对机体有什么作用?】

  1. 清除废物

  很容易理解,自噬对机体的首要作用是清除细胞内废物,分解那些异常的蛋白质,并消化受损和多余的细胞零件(细胞器),从而维持细胞内健康持续的代谢以及稳定的环境状态。

  2. 生长发育

  除清除废物维持代谢外,细胞还可通过自噬这种“自残”的方式实现“重生”,即细胞结构重建,从而促进生物体的生长发育。这类例子在各类物种中都非常多见,如在红细胞成熟过程中负责线粒体、核糖体的清除,酵母孢子的形成及分化、昆虫的多态性、哺乳动物产后黄体细胞的退化等生物学过程都有自噬的参与。

  3. 饥饿时的营养应急

  听说过红军过草地时饿得把腰带和皮鞋都吃了的故事吧?细胞在“饥饿”的时候也会通过“自食”来补充营养,即消化降解自身的一些蛋白质和细胞器来获得氨基酸、碳水化合物等营养物质,作为应急。例证就是,在机体饥饿和新生儿早期,自噬作用明显加强,自噬体显著增多。

  4. 抵御微生物感染

  自噬不只是自食,也能“蚕食”侵入细胞内的外来微生物,从而发挥抵御感染作用。现有研究已证明自噬作用能清除多种病原体:包括每年导致200万人死亡的结核分枝杆菌(导致肺结核的病原体)、肠道病原体(如志贺氏菌及沙门氏菌)、A型链球菌(在人体内释放毒素,侵蚀身体组织)、鲜奶和乳酪中的李斯特菌(可引起脑膜炎和败血症)、主要以艾滋病患者为宿主的弓形虫等。

  5. 延缓衰老

  随着机体年龄的增长,氧化自由基对蛋白质等的损坏造成异常蛋白质、DNA以及细胞器进行性地积聚,体内的“生物垃圾”会越来越多,而这些“生物垃圾”则是导致细胞老化的重要刺激因素,自噬就具有及时清除这些垃圾从而延缓衰老的功效。

  【细胞自噬研究成果目前能应用于临床吗?】

  以上可见自噬对机体正常生理功能的运行具有无比重要的作用,那么可想而知,当自噬活动出现异常或被干扰后,将导致那些异常蛋白质和细胞器的积聚或过度消化,可能使正常的细胞生长机制产生紊乱,从而发生许多急慢性疾病。目前研究已发现自噬在肿瘤、神经退行性病、心血管病、感染性疾病的发生发展中均具有十分重要的作用。

  不论自噬过度活跃还是功能减弱,都将导致可怕的后果。大脑神经细胞自噬系统的崩溃造成异常致病蛋白聚集沉积,与阿尔茨海默病的发生有密切关系;如帕金森病中的名为Synuclein致病蛋白的蓄积与自噬能力下降有关;亨延顿氏舞蹈病与突变亨延顿蛋白(Htt)有关,突变Htt激发过度自噬伴随着大量细胞线粒体的受损,最终导致神经元的功能障碍;克罗恩病(一种炎症性肠病)患者的患病原因,可能就是因为他们的自噬系统出现缺陷,无法抑制肠道微生物的过度生长。自噬对于肿瘤是把“双刃剑”,起着抑制肿瘤的作用,但同时它也提高了肿瘤细胞的耐受性,使肿瘤细胞在不利环境中(缺氧、放化疗)能更好地生存。

  过去20多年来,研究人员对自噬作用的机制已有了深入了解,自噬在一些疾病进程中的作用也越来越清晰,自噬有可能成为一些疾病治疗的突破口,科学家也可能因此设计出控制自噬作用的药物,为这些原本难以治疗的疾病带来新的希望。

  目前国外已经或正在开展将自噬抑制剂药物如氯喹、羟氯喹(原为治疗疟疾的经典药物)用于治疗某些肿瘤如小细胞肺癌、前列腺癌、难治复发性实体瘤、多发性骨髓瘤等的I期或II期临床试验,部分试验已经得到了较好效果,但还有待在III期IV期临床试验中进行更大样本的验证,并进一步评估安全性。因此短期内还不能直接应用于临床治疗。

  【为何生理学或医学奖要颁给大隅良典?】

  事实上,Yoshinori Ohsumi(大隅良典)并非首位发现自噬现象的科学家。自噬这个概念在1960年代时就开始产生了,那时研究人员首次观察到细胞损害自身组分,把他们包围在细胞膜内,形成袋状囊泡,运输到回收部位,称为用来实现降解的溶酶体。但人们对这个现象背后的机制一直知之甚少,直到1990年代,大隅良典用酿酒酵母来验证出自噬不可或缺的编码基因,然后他进一步阐明了酿酒酵母中自噬的作用机制,并表明类似复杂的作用机制在人体等多种真核生物细胞中也普遍存在。

  大隅良典的发现对我们理解细胞如何回收他的组分来说,可以说是把我们带到一个新的视角。他的发现为我们理解自噬在很多生理过程中的基础作用指明了道路,比如对饥饿或感染的反应。也就是说大隅良典的研究发现在自噬研究史上具有开创性价值和里程碑意义,因而获得诺贝尔生理学或医学奖的殊荣,乃实至名归。

  【A股有相关主题投资机会吗?】

  前已述,目前国外已经或正在开展将自噬抑制剂药物如氯喹、羟氯喹用于治疗某些肿瘤的临床试验,一旦III、IV期临床试验结果证明对人体安全有效,FDA批准上市,由于氯喹、羟氯喹为已经上市的治疗疟疾的经典药物,按国内监管政策也会将其以一类新药(老药增加新的适应症)批准应用于广大肿瘤患者的治疗,因而氯喹、羟氯喹的生产厂家将大大受益。A股中相关概念股梳理见下表。提醒一下,细胞自噬与肿瘤细胞免疫治疗八杆子打不着,不要看那些外行财经媒体瞎对标。

  图注:A股细胞自噬概念股

 

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