对话张宏院士：带领老百姓走近“细胞自噬”

细胞自噬这个深奥的科学名词到底什么意思？中国科学院张宏院士用“打扫屋子”的形象比喻，带您走近这个和我们每个人生老病死息息相关的神奇生命过程#2026未来科学论坛#2026未来科学大奖
在刚刚结束的2026未来科学论坛上，著名生物物理学家张宏院士给我们带来了一场关于细胞自噬的科学盛宴。在报告后的间隙。李旭代表广大网友专门采访了张宏老师，问出了一连串咱们老百姓最关心的和细胞自噬有关的有趣问题。

一、自噬是什么：清理垃圾，也为细胞应急

李旭：很多公众第一次听到“细胞自噬”这个词，会觉得有点害怕，因为从字面上看就是“自己吃自己”。您能不能用老百姓听得懂的话，解释一下细胞自噬到底是什么？

张宏：用老百姓听得懂的话来说，每个家里都会产生垃圾，所以每天都需要清扫。自噬首先就是这样一种功能：把细胞里的垃圾清理干净，使这个“家”保持整洁、舒适，能够正常运转。

如果垃圾不清除，堆一天可能没关系，但堆上一个月，房间里到处都是垃圾，不但占据空间，人住在里面也会很不舒服。细胞也是一样，它不断产生垃圾，需要有一套机制来清除。

自噬还有另一个功能。比如一个家庭平时有一些积蓄，突然遇到紧急情况，就需要把这些积蓄变现拿来救急。细胞在饥饿等应激状态下，也会把一部分不是特别重要的成分“吃掉”，回收利用其中的物质和能量，使细胞继续正常运转。

所以，自噬主要有两个功能：一个是日常清理垃圾、维持细胞稳态；另一个是在饥饿等情况下应急，为细胞提供可回收利用的物质。

二、自噬贯穿一生，但会随衰老而减弱

李旭：我们通常会把生命理解成生长、建设和储存。但刚才您告诉我们，生命也需要打扫、清理、回收，遇到危机时还要“变现”救急。这两类生命过程在不同年龄阶段所占的比例会不会不一样？儿童、青年和老年阶段的自噬活动有区别吗？

张宏：像“打扫卫生”这样的基础自噬功能一直存在。从受精卵开始，细胞就需要自噬；到了老年，仍然需要这套功能。

但是，自噬活性在生命过程中会发生变化。进入衰老阶段以后，自噬活性往往会逐渐降低。原因之一，是细胞内累积的垃圾越来越多；另一方面，这些垃圾本身也会反过来影响自噬机器。比如细胞内活性氧增加，可能损伤自噬相关机器；溶酶体需要降解的东西太多，处理不过来，也会影响依赖溶酶体降解的自噬过程。

因此，自噬活性在发育过程中受到非常精准的调控，而在衰老过程中可能逐渐下降，细胞内的垃圾也就更容易累积。基于这些认识，我们当然会进一步思考：能不能在人衰老以后，重新调动和提升自噬功能，让它尽量恢复到年轻时的状态？

在线虫等模式生物中，很多能够延长寿命的方法，最终都涉及自噬活性的提升。这是一个非常重要的概念。

三、自噬失灵：从发育、神经退行到肿瘤与感染

李旭：如果把细胞或生命体比作一座城市、一个家庭，自噬就像垃圾清运、废品回收和应急保障系统。当这套系统出现明显问题时，我们的身体会面对哪些不好的情况？

张宏：这套自我清除和应对应激的机制一旦发生异常，后果可能非常严重。

首先是在胚胎发育过程中。我们知道，很多生物受精后需要清除父系线粒体，后代的线粒体主要来自母本。在一些生物中，父系线粒体就是通过自噬被清除的。再比如果蝇变态发育时，幼虫阶段的一些组织和器官，如唾液腺、中肠等，也需要通过自噬被清除和重塑。

如果在神经细胞里自噬异常，垃圾就会不断累积，神经元功能会受到损伤。

李旭：神经元在形成记忆和功能的过程中，需要建立大量突触，也会淘汰一些不再需要的连接。如果没有自噬，会不会连这些应该清除的结构也难以处理？

张宏：神经元有一个非常重要的特点：它通常不能通过细胞分裂来稀释垃圾。一个可以分裂的细胞，从一个变成两个、两个变成四个，相当于把原来集中在一个“房间”里的垃圾分散开来；但神经元不能靠这种方式缓解压力。

细胞又会不断产生垃圾。例如蛋白质需要正确折叠，但总有一些会发生错误折叠；某些蛋白质还会因为突变或异常聚集而致病，比如与帕金森病密切相关的α-突触核蛋白。细胞中也会不断出现受损的细胞器，比如线粒体。如果这些东西不能被及时清除，就会在神经元中累积并造成损伤，所以自噬在神经系统里非常重要。

肿瘤则是另一种情况。实体瘤内部有时营养供应不足，自噬可以通过分解细胞自身成分，为肿瘤细胞提供物质和能量，帮助它调节代谢并存活。自噬也会影响免疫活性，例如影响抗原呈递相关分子的清除和异常累积。

因此，自噬异常会影响发育、神经系统、肿瘤、衰老以及治疗效果，也会影响感染过程。病毒或细菌进入细胞以后，细胞同样需要借助自噬相关机制参与清除。

正因为自噬牵涉的方面非常多，我们更需要理解怎样精准调控它。自噬在某些阶段有保护作用，在另一些情境下却可能有害，例如在已经形成的肿瘤中帮助肿瘤细胞生存。因此，将自噬真正转化为临床可用的调控手段，对时间、空间和活性强度都提出了很高的精准要求。

四、轻断食、抗衰老与“排毒”：不能把自噬当万能标签

李旭：现在“自噬”经常和抗衰老、排毒、轻断食这些热词联系在一起。很多人觉得，一旦加上“自噬”，这件事瞬间就显得很高大上，却并不清楚它们之间到底是什么关系。您能不能简单谈谈？

张宏：我想从轻断食讲起。轻断食有很多种方式：有人一天少吃一顿，有人采用“5∶2”模式，有人每一顿都吃但总量很少。不同方式的效果肯定不一样。

轻断食确实和自噬有关，但它带来的健康效应并不一定全部来自自噬。比如体重下降本身就可能产生很多有益影响，其中一些未必由自噬直接造成。

从模式生物研究来看，饥饿能够调动自噬，对维持健康和延长寿命具有重要作用。用刚才打扫房间的比喻：一个星期打扫一次，和一天打扫一次、半天打扫一次，房间的状态当然不一样。

但到了人身上，问题要复杂得多。饥饿和自噬都不是越多越好。如果把细胞内的东西过度“吃掉”，细胞的正常功能也会受损，甚至死亡。因此，自噬必须被精准调控。

目前我们还缺乏足够成熟的理论和检测指标，难以在人体内方便、准确地判断某个组织的自噬水平到底有多高。总体来说，轻断食及其对自噬的调动可能有利于健康，但究竟采取什么方式、掌握到什么程度，还需要科学继续探索，再用可靠证据指导公众生活。

在这次专访里，除了这些生活化的问题之外，我还专门请教了张宏老师一些和细胞自噬相关的最新研究进展。欲知后事如何。且听下回分解。