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諾貝爾醫學獎‧細胞研究3雄解囊泡傳輸之謎助研糖尿自閉

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发表于 2013-10-9 10:54 AM |只看该作者 |倒序浏览

（瑞典．斯德哥爾摩8日綜合電）本年度諾貝爾醫學獎，由美國與德國3個研究細胞囊泡運輸調控機制的科學家奪得。他們解開細胞囊泡傳輸機制之謎，有助了解糖尿病和神經性疾病等多種疾病的致病機制。

　3名得獎科學家分別是美國的謝克曼（64歲）、羅斯曼（62歲）和德國的聚德霍夫（57歲）。

　他們的研究成果，揭示了細胞內部的運輸系統，如何在準確的時間將其內部物質傳輸至準確位置，對了解免疫缺陷、神經系統病變與糖尿病以至自閉病等均有重要意義。

　生物就像一個巨大和繁忙的運輸網，細胞分子傳送要有條不紊，才能正常運作。

　細胞生產荷爾蒙、神經傳送素、細胞分裂素和酉每等不同分子，有些要傳到細胞內其他部位，有些要傳到另一細胞，不少生物效應都與這傳送有關，像傳送神經訊號和荷爾蒙控制新陳代謝。

細胞分子傳送要有條不紊

　科學家已知這些分子是包在小泡般的囊泡內運送，但如何在正確時間送到正確地方之謎，由今年醫學獎3名得主解開。

　諾貝爾獎評選委員會指出，謝克曼發現了控制細胞傳輸系統的3類基因，從基因層面為了解囊泡運輸的嚴格管理機制提供線索；羅斯曼發現一種蛋白質複合物，可令囊泡與目標細胞膜融合；聚德霍夫則發現並解釋了囊泡如何在指令下精確地釋放內部物質。

問題細胞內囊泡像塞車

謝克曼一直覺得細胞的傳輸機制很奇妙，1970年代決定以酵母為樣板做研究。

　他發現有些傳輸機制出了問題的酵母細胞，囊泡像塞車般堆積在細胞內某部份，他將有問題和正常酵母細胞比較，發現控制囊泡傳輸機制3個不同方面的基因。

　羅斯曼在80至90年代研究哺乳動物的細胞傳輸系統時，則發現確保囊泡運載的分子“貨物”準確送到目的地的機制。

　他發現囊泡表面一種蛋白質有不同形狀的組合，而且像拉鍊的兩邊那樣，只會跟對應的蛋白質鎖上，鎖上后就跟目標細胞膜融合，把分子“貨物”在準確位置“卸貨”。

了解致病機制

　聚德霍夫則揭開分子“貨物”在適當時間“卸貨”的機制，他知道按照謝克曼和羅斯曼發現的機制，神經細胞傳遞訊號是靠囊泡傳送神經傳送素，但如何準時一個傳一個之謎未解，只知與鈣離子有關。

　他在1990年代發現囊泡表面和細胞膜有另一組蛋白質，一接觸鈣離子就會融合“卸貨”，神經細胞就是要收到毗鄰神經細胞發出鈣離子訊號，才會“收貨”，令傳送時間準確。

　科學界其后知道細胞囊泡傳輸機制，不止對神經訊號傳遞重要，對糖尿病和免疫系統等其他重要器官和系統也重要，了解它就可助了解多種疾病的致病機制。

　評選委員會形容，3人發現了細胞生理學一種基本過程，小至酵母，大至人類都適用，而且關乎分泌荷爾蒙和免疫細胞分裂素等重要生理過程，沒有這種奇妙和準確的組織，細胞就會陷入混亂。

助開發腦癇糖尿藥物

諾貝爾醫學獎3位得主發現的細胞囊泡傳輸機制，是如此基本，所以當人體某部份的傳輸機制出了問題，這個器官或系統就會生病。

　3人的研究有助深入了解致病機制，評選委員會指進一步研究，有望開發治療腦癇症、糖尿病和其他代謝病的藥物。

　評審團指出，像二型糖尿病的代謝病，就是因為一方面胰臟beta細胞分泌出問題，另一方面由胰島素控制的葡萄糖傳送機制也出了問題。

　在較具體層面，科學界近年了解到，一些病症的成因，是因為囊泡傳輸機制的有關基因出現變異，像部份腦癇症起因是一個解讀傳輸機制蛋白質的基因有變異，一些家族性噬血症候群（FHL）的患者，是因為傳輸機制3個相關基因變異而起，令免疫系統的殺手細胞失調，引起可致命的過度發炎。知道致病機制，治療就可向相關基因下手。

聚德霍夫：以為惡作劇

正身處西班牙的聚德霍夫，當時正駕車出席會議，“我最初以為是惡作劇，我有很多朋友會開這類玩笑的。”

　聚德霍夫現任史丹福大學分子與細胞生理學教授，他因研究神經傳送素，成為神經生物學權威。

羅斯曼：這刻很興奮

羅斯曼獲悉得到醫學獎消息后說，“我很震驚和驚訝，毫無疑問，這刻很興奮，但始終不及1993年取得重大科學發現那一刻的興奮，對科學家來說，能發現一些關乎自然界又適用所有生物的基礎理論，那是異常異常激動的一刻。

　羅斯曼在哈佛和麻省理工學院畢業后，轉到史丹福大學研究細胞囊泡運輸機制，現任耶魯大學細胞生物學教授。

謝克曼：我的天！

謝克曼週一凌晨1時被電話吵醒，當太太說是諾貝爾委員會來電時，興奮得在床上跳起來，他獲知得獎后抱著妻子，不斷說“我的天！我的天！”

　謝克曼是加州大學柏克萊分校分子和細胞生物學教授，也是霍華德休斯醫學研究所調查員。他說跟同時獲獎的羅斯曼幾乎同期研究，“我研究了37年，羅思曼也差不多。”