研究細胞凋亡的意義
細胞的作用
雷蒙德.戴維斯( R aymond Davis Jr)，美國，美國賓州大學(xué)物理天文系1914年生于美國。
小柴昌俊( M asatoshi Koshiba)，日本日本東京大學(xué)國際基本粒子物理中心1926年生于日本。
里卡爾多.賈科尼( R iccardo Giacconi),美國美國華盛頓特區(qū)聯(lián)合大學(xué)公司( A sso ciated Universities inc .)1931年生于意大利。
H?羅伯特?霍維茨于1947年5月8日出生于美國芝加哥。先后于1972年和1974年取得哈佛大學(xué)生物學(xué) 碩士和博士學(xué)位，后歷任麻省理工學(xué)院助理教授、副教授、教授。霍維茨得知自己獲獎時正在法國度假，他表示“這太令人高興了，我一會兒要在午餐前干一杯香檳。再也沒有比得知自己的發(fā)現(xiàn)被應(yīng)用到治療人類的疾病上而讓我高興的事了。”
約翰? E?蘇爾斯頓生于1942年3月27日，1963年獲英國劍橋大學(xué)學(xué)士學(xué)位，1966年獲劍橋大學(xué)博士學(xué)位。1969年加盟布倫納在劍橋大學(xué)的分子生物實驗室 科研小組，這個小組首次確認了 D NA結(jié)構(gòu)并公布了線蟲的基因圖譜。蘇爾斯頓被視為人類基因圖譜之父之一。他極力主張公開人類基因圖譜，并指責私人公司利用基因圖譜牟利的行為是“完全不道德”。得知自己獲獎后他既吃驚又高興，而且強調(diào)了布倫納和霍維茨工作的重要性。
葉落歸根是因為樹葉的自然生命走到了盡頭，而人和生物的最基本組成元素―――細胞到了一定時期也會像樹葉那樣自然死亡，但是這種死亡是細胞的一種生理性、主動性的“自覺自殺行為”，而非病理性死亡，所以又叫細胞的凋亡或“程序性細胞死亡”。正是由于發(fā)現(xiàn)了細胞凋亡的規(guī)律，三位科學(xué)家獲得了2002年的諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎。他們是英國的西德尼•布倫納、美國的 H•羅伯特•霍維茨和英國的約翰• E•蘇爾斯頓。
人類的手指與腳趾為什么是分開的
人的身體由數(shù)百種類型的細胞組成，它們都來自受精卵。在胚胎期人或其他生物的細胞數(shù)量急劇增加，這個時候是細胞分化和特異化的時期。在胚胎發(fā)育期間細胞必須以一種正確的方式和在恰當?shù)臅r間分化，以便產(chǎn)生正確的細胞類型。細胞分化和特異化后便形成多種多樣的組織與器官，比如肌肉、血液、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)。人體內(nèi)的數(shù)百種細胞都有各自的特異性，而這些特異性細胞之間的有機合作才使得機體成為一個密不可分的整體。
無論在發(fā)育期還是在成人體內(nèi)，既有大量的新細胞產(chǎn)生，也有大量的舊細胞死亡，這是生物體的一種自然現(xiàn)象。為了維持機體組織中適宜的細胞數(shù)量，在細胞分裂和細胞死亡之間需要一種精確的動態(tài)平衡。由于這種生成與死亡的有序流程，在胚胎和成人期便維持著人體組織的適宜細胞數(shù)量。而這種精密地控制細胞的消亡過程就稱為程序性細胞死亡。正常的生命需要細胞分裂以產(chǎn)生新細胞，并且也要有細胞的死亡，由此人體和生物的器官才得以維持平衡。
發(fā)育生物學(xué)家最先描述了程序性細胞死亡，這種細胞死亡對于胚胎發(fā)育是必須的，比如，蝌蚪變形成為青蛙就是如此。在人類胚胎，手指與腳趾的形成也需要一部分細胞程序性死亡，如此才可能生成指趾。同樣，在大腦發(fā)育的最初階段程序性細胞死亡也決定著大量神經(jīng)細胞的產(chǎn)生與消亡。
線蟲是理想的研究模式
科學(xué)家早就意識到，了解細胞凋亡的復(fù)雜過程以及這一過程是如何受控的對于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)至關(guān)重要。但是，在非細胞模式的生物中，如病毒、酵母，是不可能觀察到器官發(fā)育和不同細胞之間的相互作用的。而另一方面，盡管哺乳動物有許多類型的成千上萬的細胞，但要把它們用于這樣的基礎(chǔ)研究也太過于復(fù)雜。而多細胞生物的線蟲相對簡單一些，因此可以被選擇來作為最適宜的研究模式，而且可以把這個模式推導(dǎo)到人。
科學(xué)家在用線蟲作實驗?zāi)Ｐ蜁r發(fā)現(xiàn)了從受精卵到細胞分裂和分化的一些線索。實驗結(jié)果證明，一些關(guān)鍵基因在調(diào)控器官發(fā)育和程序性細胞死亡，而相應(yīng)的基因也存在于高等物種中，包括人。
布倫納就是首先把線蟲作為一種新型的實驗生物的科學(xué)家，他的工作把細胞分裂、分化和器官發(fā)育與遺傳分析結(jié)合了起來，而且使得人們能夠在顯微鏡下跟蹤這些過程。
蘇爾斯頓則描繪了一種細胞的譜系圖，據(jù)此可以追蹤到線蟲一種組織發(fā)育中每種細胞的分裂和分化。他證明，特異性細胞需把經(jīng)歷程序性細胞死亡作為正常細胞分化的不可分割的一部分。而且他還證明了一種基因的首次突變參與了細胞死亡過程。
緊隨布氏和蘇氏，霍維茨發(fā)現(xiàn)了控制線蟲細胞凋亡的關(guān)鍵基因，包括在細胞死亡過程中這些基因是如何相互反應(yīng)的，以及相關(guān)基因是如何在人體中存在的。
由于找到了特別適宜觀察和研究的生物實驗?zāi)Ｐ停衲甑娜猾@獎?wù)咦C明，有一組特殊的基因控制著線蟲的細胞凋亡過程。在這些基因的調(diào)控下，線蟲這種總共有1090個細胞的簡單生物在發(fā)育期間有131個細胞產(chǎn)生了生理性凋亡，因此線蟲的成蟲就由959個細胞組成。
癌癥是該死亡的細胞沒有死亡而造成的
三位獲者關(guān)于程序性細胞死亡的成果的知識可以幫助我們更深刻地理解健康與疾病、生命與死亡，以及它們之間的相互關(guān)系。比如，在健康的機體中，細胞的生與死總是處在一種良性的動態(tài)平衡中，如果這種平衡被破壞，人就會患病。比如，癌癥就是該死亡的細胞沒有死亡而造成的。而在艾滋病病毒的攻擊下，不該死亡的淋巴細胞大量死亡，人的免疫力遭破壞，艾滋病便發(fā)作。
細胞凋亡也幫助我們理解一些病毒和細菌侵襲人體細胞的機理。除了 A IDS，另外一些疾病，如神經(jīng)變性性疾病、中風(fēng)、心肌梗塞和自身免疫疾病等都是由于很多正常細胞被不正確地啟動了程序性死亡過程而造成細胞過量死亡。
有了對程序性細胞死亡的認識，還可把這種認識應(yīng)用和深化到一些嚴重威脅人類疾病如癌癥的防治上。比如，目前臨床許多治療方法是建立在刺激細胞“自殺程序”的基礎(chǔ)上的。這是一種非常有意味和挑戰(zhàn)性的工作，可以預(yù)言，通過進一步研究能夠找到更精確的方式來誘發(fā)癌細胞的細胞死亡，從而戰(zhàn)勝癌癥。
此外，在線蟲身上發(fā)現(xiàn)的細胞凋亡的原理也對其他學(xué)科的研究有重要價值，因為線蟲的發(fā)育可以作為一種新型的實驗?zāi)Ｐ停哂泻愣ǖ募毎V系，而且能與遺傳分析聯(lián)系起來。比如，能促進對發(fā)育生物學(xué)和多細胞生物的不同信號通道的功能分析。而且，現(xiàn)在已經(jīng)明了，人體中導(dǎo)致細胞凋亡的信號通道之一在進化過程中完好地保存下來了。在這個通道中有類似 ced-3、ced-4和ced-9功能的分子參與了進來。研究人員認為，眼下對醫(yī)學(xué)來說最為重要的是要了解這個通道和其他控制細胞凋亡的信號通道的正常與異常機理。
