细胞有三大“清道夫”
任何生命体都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老、死亡这个生命历程，人体细胞也是如此。细胞生物学研究显示，一个成年人体内约有40万亿~60万亿个细胞，这些细胞寿命长短不一：血液中的白细胞只能活几小时，肠黏膜细胞寿命为3天，肝细胞寿命为150天，指甲细胞的寿命为6~10个月，脑、骨髓、眼睛里的神经细胞寿命则有几十年，几乎与人体寿命相近。整个人体中，每分钟都会有约1亿个细胞死亡。那么，人体内这么多衰老、凋亡的细胞是如何被精准识别并清除的呢？
科学家发现，细胞的新陈代谢与人体内一种神秘的物质“泛素”有关。近日，哈佛医学院细胞生物学教授戈德堡团队的一项研究发现，针对机体进行药物、运动等调整，有望提高机体的自我清洁能力，帮助某些疾病的治疗。这项研究成果发表在权威期刊《美国科学院院报》上。
“死亡之吻”
《生命时报》记者连线了北京大学基础医学院细胞生物学系教授邵根泽，他解释说，人体细胞内存在一种泛素，该物质在细胞核内和胞质中均存在，因其分布极为广泛而得名，它会给人体内衰老、有缺陷或者不需要的细胞做上标记；泛素在蛋白的内吞和外泌作用中有目标定位功能，蛋白质分子经过一系列泛素酶的催化修饰，被泛素标记并转运到26S蛋白酶体，最终被安全有效地降解清理掉，降解产生的氨基酸，会被细胞回收利用。
, http://www.100md.com
26S蛋白酶体是负责蛋白质降解的主要分子机器，也是人体内最大最复杂的分子集合体，分子量达250万。这一机制被称为“泛素—蛋白酶体途径”，这是多细胞生物机体内最重要的蛋白质降解途径，而泛素的这一标记被科学家形象地称为“死亡之吻”。
上述机制并非此次报告首次提出。实际上，从上世纪70年代开始，很多细胞生物学家就将目光锁定在这一特殊的蛋白质上。2004年，以色列科学家阿龙•切哈诺沃、阿夫拉姆•赫什科与美国科学家欧文•罗斯，因这一发现共同获得了诺贝尔化学奖。
清洁失序
细胞的“自我清洁”对机体健康十分重要。中国抗癌协会肿瘤防治科普专委会常务委员李治中表示，人体由各种各样的蛋白质组成，当蛋白质的功能使命完成后，需要被及时降解掉，否则蛋白质过早或者过晚降解都会造成机体的功能失常，引起一系列疾病。
, 百拇医药 研究发现，在心血管疾病里，很多是由于血管内的垃圾细胞未得到及时清除引起的，如动脉粥样硬化等。对癌症致病原因的研究，理论之一是认为癌症就是人体细胞的异常增生，相关抑制因素失效，凋亡失控，细胞过度增生甚至异型，最终引起肿瘤，宫颈癌就是其中一种。一些神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病等，也与这一系统有关。在肝脏疾病中，泛素—蛋白酶体途径与酒精性肝病、病毒性肝炎都有关。
研究者称，26S蛋白酶体是一种十分关键的蛋白质，就像城市离不开垃圾处理中心一样，26S蛋白酶体的正常运作让异常和衰老的细胞得以凋亡，实现了机体的自我清洁。
细胞凋亡是细胞的自我保护机制。胚胎发育阶段，通过细胞凋亡清除多余或完成使命的分化细胞，保证胚胎发育正常；成体发育阶段，通过细胞凋亡维持正常组织的相对稳定，清除衰老和病变的组织细胞，也保证了生物体的正常发育和器官的形态建成。
三个方法
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戈德堡教授针对泛素的研究进行了几十年，他表示，可以通过一些手段对机体的自我清洁机制进行刺激，继而促进机体实现自我清洁，甚至自我治愈的目的。研究人员发现，以下三种方式可以达到这一目的。
1.药物。研究发现，有些激素可以刺激细胞内环磷酸腺苷水平，进而激活细胞清洁机制，增强病变蛋白的清理过程。比如胰高血糖素，这是一种由胰岛α细胞分泌的激素，它与胰岛素一同分泌，但与胰岛素起着相对抗的作用，能够增加血糖。这种激素能够刺激蛋白酶体的活性，增强细胞处理异常蛋白的能力。除了胰高血糖素，肾上腺素、抗利尿激素也会产生类似效果。
2.运动。运动不仅有助于机体的新陈代谢，运动时需要大量呼吸空气，能够有效地锻炼心、肺等器官，改善心血管和肺的功能。长期坚持有氧运动能增加体内血红蛋白的数量，提高机体抵抗力，抗衰老，增强大脑皮层的工作效率和心肺功能，增加脂肪消耗，防止动脉硬化，降低心脑血管疾病的发病率。运动还可以调节中枢神经系统的兴奋与抑制过程，使人体反应灵活。适当运动，还能增强免疫力，有利于增强抗病能力。长期坚持运动，可使各脏腑器官的功能增强，让机体充满活力，从而可延缓衰老，健康长寿。
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3.节食。节制饮食给人们带来的益处和运动类似。节食期间，由于热量和营养摄入减少，人体细胞会消耗自己的废弃物以产生能量。人体在饥饿过程中，一些损坏的蛋白或细胞会被机体进行降解，为机体提供能量，并为细胞更新再生提供材料。这就是“细胞自噬”机制。2016年，诺贝尔医学奖就表彰给发现并阐释这一机理的日本科学家大隅良典。
此外，当饥饿一段时间之后，人体血液中的酮体浓度会提高到原来的 10~20 倍。酮体也可能抑制癌症的发展，因为恶性肿瘤细胞不能有效地从酮体中获得能量。此外，研究表明，酮类可能有助于预防炎症性疾病，如关节炎。酮体还可以降低血液中的胰岛素敏感性，从而预防2型糖尿病。
“这些结果奠定了开发新疗法的基础，让人们可以驾驭细胞的天然能力，清除体内致病蛋白，实现治愈疾病的目的。”该报告第一作者维普兰克博士说。对这个途径分子机制的深入研究，有助揭示对机体各种相关的生理功能和疾病的认识。▲, http://www.100md.com(董长喜)
科学家发现，细胞的新陈代谢与人体内一种神秘的物质“泛素”有关。近日，哈佛医学院细胞生物学教授戈德堡团队的一项研究发现，针对机体进行药物、运动等调整，有望提高机体的自我清洁能力，帮助某些疾病的治疗。这项研究成果发表在权威期刊《美国科学院院报》上。
“死亡之吻”
《生命时报》记者连线了北京大学基础医学院细胞生物学系教授邵根泽，他解释说，人体细胞内存在一种泛素，该物质在细胞核内和胞质中均存在，因其分布极为广泛而得名，它会给人体内衰老、有缺陷或者不需要的细胞做上标记；泛素在蛋白的内吞和外泌作用中有目标定位功能，蛋白质分子经过一系列泛素酶的催化修饰，被泛素标记并转运到26S蛋白酶体，最终被安全有效地降解清理掉，降解产生的氨基酸，会被细胞回收利用。
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26S蛋白酶体是负责蛋白质降解的主要分子机器，也是人体内最大最复杂的分子集合体，分子量达250万。这一机制被称为“泛素—蛋白酶体途径”，这是多细胞生物机体内最重要的蛋白质降解途径，而泛素的这一标记被科学家形象地称为“死亡之吻”。
上述机制并非此次报告首次提出。实际上，从上世纪70年代开始，很多细胞生物学家就将目光锁定在这一特殊的蛋白质上。2004年，以色列科学家阿龙•切哈诺沃、阿夫拉姆•赫什科与美国科学家欧文•罗斯，因这一发现共同获得了诺贝尔化学奖。
清洁失序
细胞的“自我清洁”对机体健康十分重要。中国抗癌协会肿瘤防治科普专委会常务委员李治中表示，人体由各种各样的蛋白质组成，当蛋白质的功能使命完成后，需要被及时降解掉，否则蛋白质过早或者过晚降解都会造成机体的功能失常，引起一系列疾病。
, 百拇医药 研究发现，在心血管疾病里，很多是由于血管内的垃圾细胞未得到及时清除引起的，如动脉粥样硬化等。对癌症致病原因的研究，理论之一是认为癌症就是人体细胞的异常增生，相关抑制因素失效，凋亡失控，细胞过度增生甚至异型，最终引起肿瘤，宫颈癌就是其中一种。一些神经退行性疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病等，也与这一系统有关。在肝脏疾病中，泛素—蛋白酶体途径与酒精性肝病、病毒性肝炎都有关。
研究者称，26S蛋白酶体是一种十分关键的蛋白质，就像城市离不开垃圾处理中心一样，26S蛋白酶体的正常运作让异常和衰老的细胞得以凋亡，实现了机体的自我清洁。
细胞凋亡是细胞的自我保护机制。胚胎发育阶段，通过细胞凋亡清除多余或完成使命的分化细胞，保证胚胎发育正常；成体发育阶段，通过细胞凋亡维持正常组织的相对稳定，清除衰老和病变的组织细胞，也保证了生物体的正常发育和器官的形态建成。
三个方法
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戈德堡教授针对泛素的研究进行了几十年，他表示，可以通过一些手段对机体的自我清洁机制进行刺激，继而促进机体实现自我清洁，甚至自我治愈的目的。研究人员发现，以下三种方式可以达到这一目的。
1.药物。研究发现，有些激素可以刺激细胞内环磷酸腺苷水平，进而激活细胞清洁机制，增强病变蛋白的清理过程。比如胰高血糖素，这是一种由胰岛α细胞分泌的激素，它与胰岛素一同分泌，但与胰岛素起着相对抗的作用，能够增加血糖。这种激素能够刺激蛋白酶体的活性，增强细胞处理异常蛋白的能力。除了胰高血糖素，肾上腺素、抗利尿激素也会产生类似效果。
2.运动。运动不仅有助于机体的新陈代谢，运动时需要大量呼吸空气，能够有效地锻炼心、肺等器官，改善心血管和肺的功能。长期坚持有氧运动能增加体内血红蛋白的数量，提高机体抵抗力，抗衰老，增强大脑皮层的工作效率和心肺功能，增加脂肪消耗，防止动脉硬化，降低心脑血管疾病的发病率。运动还可以调节中枢神经系统的兴奋与抑制过程，使人体反应灵活。适当运动，还能增强免疫力，有利于增强抗病能力。长期坚持运动，可使各脏腑器官的功能增强，让机体充满活力，从而可延缓衰老，健康长寿。
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3.节食。节制饮食给人们带来的益处和运动类似。节食期间，由于热量和营养摄入减少，人体细胞会消耗自己的废弃物以产生能量。人体在饥饿过程中，一些损坏的蛋白或细胞会被机体进行降解，为机体提供能量，并为细胞更新再生提供材料。这就是“细胞自噬”机制。2016年，诺贝尔医学奖就表彰给发现并阐释这一机理的日本科学家大隅良典。
此外，当饥饿一段时间之后，人体血液中的酮体浓度会提高到原来的 10~20 倍。酮体也可能抑制癌症的发展，因为恶性肿瘤细胞不能有效地从酮体中获得能量。此外，研究表明，酮类可能有助于预防炎症性疾病，如关节炎。酮体还可以降低血液中的胰岛素敏感性，从而预防2型糖尿病。
“这些结果奠定了开发新疗法的基础，让人们可以驾驭细胞的天然能力，清除体内致病蛋白，实现治愈疾病的目的。”该报告第一作者维普兰克博士说。对这个途径分子机制的深入研究，有助揭示对机体各种相关的生理功能和疾病的认识。▲, http://www.100md.com(董长喜)