研究細胞凋亡意義何在——解析諾貝爾生理學或醫學獎

  2002年諾貝爾生理學或醫學獎分別授予了英國科學家悉尼布雷內、美國科學家羅伯特霍維茨和英國科學家約翰蘇爾斯頓，以表彰他們發現了器官發育和“程序性細胞死亡”過程中的基因規則。“程序性細胞死亡”是怎么一回事？基因在其中發揮了什么作用？對它們的研究又有什么重大意義呢？

         “程序性細胞死亡”是細胞一種生理性、主動性的“自覺自殺行為”，這些細胞死得有規律，似乎是按編好了的“程序”進行的，猶如秋天片片樹葉的凋落，所以這種細胞死亡又稱為“細胞凋亡”。

       包括人類在內的生物是由細胞組成的，細胞的誕生固然非常重要，但細胞的死亡也非常重要。我們每個人都是由受精卵發育而成的。受精卵分裂逐步形成大量的功能不同的細胞，發育成大腦、軀干、四肢等。在發育過程中，細胞不但要恰當地誕生，而且也要恰當的死亡。人在胚胎階段是有尾巴的，正因為組成尾巴的細胞恰當地死亡，才使我產在出生后沒有尾巴。如果這些細胞沒有恰當地死亡，就會出現長尾巴的新生兒。從胚胎、新生兒、嬰兒、兒童到青少年，在這一系列人體發育成熟之前的階段，總體來說細胞誕生和死亡處于一個動態平衡階段，一個成年人體內每天都有上萬億細胞誕生，同時又有上萬億細胞“程序性死亡”。

         在健康的機體中，細胞的生生死死總是處于一個良性的動態平衡中，如果這種平衡被破壞，人就會患病。如果該死亡的細胞沒有死亡，就可以導致細胞惡性增長，形成癌癥。如果不該死亡的細胞過多地死亡，比如受艾滋病病毒的攻擊，不該死亡的淋巴細胞大批死亡，就會破壞人體的免疫能力，導致艾滋病發作。

       早在20世紀60年代初期，科學家就開始探索“程序性細胞死亡”的奧秘。要揭開這一奧秘，需要選擇一個合適的研究對象，像細胞這樣的單細胞的生物又太復雜，科學家zui終選擇了線蟲。線蟲長僅1毫米，細胞數量不多，功能也不復雜，而且它身體透明，便于用顯微鏡觀測。

        布雷內早在20世紀60年代初期就正確地選擇線蟲作為研究對象。這一選擇使得基因分析能夠和細胞的分裂、分化，以及器官的發育起來，并且能夠通過顯微鏡追蹤這一系列過程。霍維茨發現了線蟲中控制細胞死亡的關鍵基因并描繪出了這些基因的特征。他揭示了這些基因怎樣在細胞死亡過程中相互作用，并且證實了相應的基因也存在于人體中。蘇爾斯頓則描述了線蟲組織在發展過程中細胞分裂和分化的具體情況。他還確認了在細胞死亡過程中發揮控制作用的基因的zui初變化情況。

        這3位獲獎者的成果為其他科學家研究“程序性細胞死亡”提供了重要基礎，后來科學家又在這一領域取得了一系列成績。科學家們發現，控制“程序性細胞死亡”的基因有兩類，一類是抑制細胞死亡的，另一類的啟動或促進細胞死亡的。兩類基因相互作用控制細胞正常死亡。如果能發現所有的調控基因，分析其功能，研究出能發揮或抑制這些基因功能的藥物，那么就可加速癌細胞自殺，達到治療癌癥的目的，提高免疫細胞的生命力，達到抵御艾滋病的目的。

         目前一些國家的科學家已經開始利用“程序性細胞死亡”機理，研究可以治療多種疾病的新方法，一些醫藥生物科技公司已經開始進行這方面的臨床實驗。不久的將來，由今年這3位諾貝爾生理學或醫學獎獲得者開創的“程序性細胞死亡”機理研究將可能在人類戰勝疾病中發揮出重大的作用。