對話張宏院士：帶領老百姓走近“細胞自噬”

細胞自噬這個深奧的科學名詞到底什么意思？中國科學院張宏院士用“打掃屋子”的形象比喻，帶您走近這個和我們每個人生老病死息息相關的神奇生命過程#2026未來科學論壇#2026未來科學大獎
在剛剛結束的2026未來科學論壇上，著名生物物理學家張宏院士給我們帶來了一場關于細胞自噬的科學盛宴。在報告后的間隙。李旭代表廣大網友專門采訪了張宏老師，問出了一連串咱們老百姓最關心的和細胞自噬有關的有趣問題。

一、自噬是什么：清理垃圾，也為細胞應急

李旭：很多公眾第一次聽到“細胞自噬”這個詞，會覺得有點害怕，因為從字面上看就是“自己吃自己”。您能不能用老百姓聽得懂的話，解釋一下細胞自噬到底是什么？

張宏：用老百姓聽得懂的話來說，每個家里都會產生垃圾，所以每天都需要清掃。自噬首先就是這樣一種功能：把細胞里的垃圾清理干凈，使這個“家”保持整潔、舒適，能夠正常運轉。

如果垃圾不清除，堆一天可能沒關系，但堆上一個月，房間里到處都是垃圾，不但占據空間，人住在里面也會很不舒服。細胞也是一樣，它不斷產生垃圾，需要有一套機制來清除。

自噬還有另一個功能。比如一個家庭平時有一些積蓄，突然遇到緊急情況，就需要把這些積蓄變現拿來救急。細胞在饑餓等應激狀態下，也會把一部分不是特別重要的成分“吃掉”，回收利用其中的物質和能量，使細胞繼續正常運轉。

所以，自噬主要有兩個功能：一個是日常清理垃圾、維持細胞穩態；另一個是在饑餓等情況下應急，為細胞提供可回收利用的物質。

二、自噬貫穿一生，但會隨衰老而減弱

李旭：我們通常會把生命理解成生長、建設和儲存。但剛才您告訴我們，生命也需要打掃、清理、回收，遇到危機時還要“變現”救急。這兩類生命過程在不同年齡階段所占的比例會不會不一樣？兒童、青年和老年階段的自噬活動有區別嗎？

張宏：像“打掃衛生”這樣的基礎自噬功能一直存在。從受精卵開始，細胞就需要自噬；到了老年，仍然需要這套功能。

但是，自噬活性在生命過程中會發生變化。進入衰老階段以后，自噬活性往往會逐漸降低。原因之一，是細胞內累積的垃圾越來越多；另一方面，這些垃圾本身也會反過來影響自噬機器。比如細胞內活性氧增加，可能損傷自噬相關機器；溶酶體需要降解的東西太多，處理不過來，也會影響依賴溶酶體降解的自噬過程。

因此，自噬活性在發育過程中受到非常精準的調控，而在衰老過程中可能逐漸下降，細胞內的垃圾也就更容易累積。基于這些認識，我們當然會進一步思考：能不能在人衰老以后，重新調動和提升自噬功能，讓它盡量恢復到年輕時的狀態？

在線蟲等模式生物中，很多能夠延長壽命的方法，最終都涉及自噬活性的提升。這是一個非常重要的概念。

三、自噬失靈：從發育、神經退行到腫瘤與感染

李旭：如果把細胞或生命體比作一座城市、一個家庭，自噬就像垃圾清運、廢品回收和應急保障系統。當這套系統出現明顯問題時，我們的身體會面對哪些不好的情況？

張宏：這套自我清除和應對應激的機制一旦發生異常，后果可能非常嚴重。

首先是在胚胎發育過程中。我們知道，很多生物受精后需要清除父系線粒體，后代的線粒體主要來自母本。在一些生物中，父系線粒體就是通過自噬被清除的。再比如果蠅變態發育時，幼蟲階段的一些組織和器官，如唾液腺、中腸等，也需要通過自噬被清除和重塑。

如果在神經細胞里自噬異常，垃圾就會不斷累積，神經元功能會受到損傷。

李旭：神經元在形成記憶和功能的過程中，需要建立大量突觸，也會淘汰一些不再需要的連接。如果沒有自噬，會不會連這些應該清除的結構也難以處理？

張宏：神經元有一個非常重要的特點：它通常不能通過細胞分裂來稀釋垃圾。一個可以分裂的細胞，從一個變成兩個、兩個變成四個，相當于把原來集中在一個“房間”里的垃圾分散開來；但神經元不能靠這種方式緩解壓力。

細胞又會不斷產生垃圾。例如蛋白質需要正確折疊，但總有一些會發生錯誤折疊；某些蛋白質還會因為突變或異常聚集而致病，比如與帕金森病密切相關的α-突觸核蛋白。細胞中也會不斷出現受損的細胞器，比如線粒體。如果這些東西不能被及時清除，就會在神經元中累積并造成損傷，所以自噬在神經系統里非常重要。

腫瘤則是另一種情況。實體瘤內部有時營養供應不足，自噬可以通過分解細胞自身成分，為腫瘤細胞提供物質和能量，幫助它調節代謝并存活。自噬也會影響免疫活性，例如影響抗原呈遞相關分子的清除和異常累積。

因此，自噬異常會影響發育、神經系統、腫瘤、衰老以及治療效果，也會影響感染過程。病毒或細菌進入細胞以后，細胞同樣需要借助自噬相關機制參與清除。

正因為自噬牽涉的方面非常多，我們更需要理解怎樣精準調控它。自噬在某些階段有保護作用，在另一些情境下卻可能有害，例如在已經形成的腫瘤中幫助腫瘤細胞生存。因此，將自噬真正轉化為臨床可用的調控手段，對時間、空間和活性強度都提出了很高的精準要求。

四、輕斷食、抗衰老與“排毒”：不能把自噬當萬能標簽

李旭：現在“自噬”經常和抗衰老、排毒、輕斷食這些熱詞聯系在一起。很多人覺得，一旦加上“自噬”，這件事瞬間就顯得很高大上，卻并不清楚它們之間到底是什么關系。您能不能簡單談談？

張宏：我想從輕斷食講起。輕斷食有很多種方式：有人一天少吃一頓，有人采用“5∶2”模式，有人每一頓都吃但總量很少。不同方式的效果肯定不一樣。

輕斷食確實和自噬有關，但它帶來的健康效應并不一定全部來自自噬。比如體重下降本身就可能產生很多有益影響，其中一些未必由自噬直接造成。

從模式生物研究來看，饑餓能夠調動自噬，對維持健康和延長壽命具有重要作用。用剛才打掃房間的比喻：一個星期打掃一次，和一天打掃一次、半天打掃一次，房間的狀態當然不一樣。

但到了人身上，問題要復雜得多。饑餓和自噬都不是越多越好。如果把細胞內的東西過度“吃掉”，細胞的正常功能也會受損，甚至死亡。因此，自噬必須被精準調控。

目前我們還缺乏足夠成熟的理論和檢測指標，難以在人體內方便、準確地判斷某個組織的自噬水平到底有多高。總體來說，輕斷食及其對自噬的調動可能有利于健康，但究竟采取什么方式、掌握到什么程度，還需要科學繼續探索，再用可靠證據指導公眾生活。

在這次專訪里，除了這些生活化的問題之外，我還專門請教了張宏老師一些和細胞自噬相關的最新研究進展。欲知后事如何。且聽下回分解。