科学家发现人体细菌警报器，获 25 万大奖

一项奖金为 25 万美元、令人向往的研究奖项将被授予一位助力揭示某种蛋白质在人体免疫防御中所起作用的科学家。

生物化学家陈志坚（Zhijian "James" Chen），身为炎症研究中心主任以及德克萨斯大学西南医学中心的分子生物学教授，荣获了今年的拉斯克奖之一——该生物医学研究奖项常被称作“美国的诺贝尔奖”。

陈所领导的工作促成了一种关键酶——环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）的发现——它在体内犹如一个火警警报器。

但它并非由烟雾触发，而是因对外来入侵者（比如病毒和细菌）的 DNA 作出反应而被激活。

在发现 cGAS 之前，科学家们不清楚这种 DNA 是怎样触发先天免疫系统的，而先天免疫系统乃是人体抵御外来物质的第一道防线。

伊利亚·梅契尼科夫（Ilya Mechnikov），在 1908 年获得诺贝尔奖，发现了吞噬作用，也就是一个细胞吞噬另一个细胞的这种现象。

在他的诺贝尔奖演讲里，梅契尼科夫指明，细菌 DNA 以某种方式唤醒了体内的“吞噬细胞保护大军”——但在当时，无人知晓其中的机制。

在 21 世纪初进行的后续研究显示，向细胞注射 DNA 会致使 干扰素 大量增加，干扰素是有助于阻止感染的免疫信号。随后，科学家们发现了一组能够产生这些干扰素的基因，他们把它称作“干扰素基因刺激因子”（STING）。STING 并非直接感知外来 DNA，但不知何故，DNA 激活了 STING。

从 2012 年发表的一篇 论文起，陈和他的合作者终于开始填补这一系列事件中缺失的环节。第一个是环鸟苷酸-腺苷酸（cGAMP），当外来 DNA 潜伏在细胞中时，它会激活 STING。第二个是 cGAS，这是一种能使包括人类在内的哺乳动物细胞产生 cGAMP 的酶。

在人体的早期预警系统中，cGAS 本身即为警报，它能检测到外来 DNA，并以 cGAMP 的形式召唤增援力量。反过来，cGAMP 招募了“消防队”——在此种情况下，指的是先天免疫系统，包括吞噬入侵者的细胞。

陈的团队后来了解到，这个系统不仅能检测到 DNA，还能检测到逆转录病毒，HIV 就属于这一类病毒。这些病毒包含RNA，它是 DNA 的遗传近亲。HIV 在躲避先天免疫系统这一方面堪称高手——但当病毒被检测到的时候，发现它的是 cGAS。

不幸的是，cGAS 警报系统并不总是有用的；在某些疾病的情况下，它可能会失去控制。

cGAS 在 自身免疫性疾病 中发挥作用，在这类疾病中免疫系统会错误地攻击身体。cGAS 能够检测到在细胞液中漂浮的 DNA，这通常是感染的一个信号。我们人类自身的 DNA 通常整齐地包装在称为细胞核和线粒体的区室中——但当细胞处于应激状态时，DNA 可能会泄漏并最终出现在细胞的其他地方。

我们拥有能够帮助分解逸出的 DNA 的酶，但在一些人身上，这些酶无法很好地发挥作用。陈和同事们发现，这种缺陷最终可能会触发 cGAS 警报系统。这暗示着 cGAS 可能是控制这些有害免疫反应的关键所在。

“cGAS 不仅与自身免疫性疾病有关联，还与众多炎症性疾病有关，其中包括年龄相关性黄斑变性以及神经系统疾病，像帕金森病、阿尔茨海默病和肌萎缩侧索硬化症，”拉斯克奖获得者在一份声明中写道。“因此，平息 cGAS-cGAMP-STING 通路可能对广泛的疾病有益。

陈荣获了 2024 年阿尔伯特·拉斯克基础医学研究奖。

今年还颁发了另外两个拉斯克奖——一个是临床研究奖，一个是公共服务奖。第一个奖颁给了乔尔·哈伯纳、洛特·比耶雷·克努森和斯韦特兰娜·莫约索夫，原因是他们发现并研发了模拟激素胰高血糖素样肽 1 的药物，像用于治疗肥胖症的司美格鲁肽。第二个奖授予了夸雷沙·阿卜杜勒·卡里姆和萨利姆·阿卜杜勒·卡里姆博士，他们的工作在预防和治疗艾滋病病毒方面发挥了重要作用。

图像标签段落结束标签