发现人体针对入侵细菌的“火警警报”的科学家获得 25 万美元拉斯克奖

今年令人垂涎的拉斯克奖之一颁给了陈志坚“詹姆斯”，他是一位关键免疫系统发现背后的科学家。

当您通过我们网站上的链接购买时，我们可能会赚取联属佣金。这是它的工作原理。

一项令人垂涎的研究奖奖金为 25 万美元，授予一位帮助揭示蛋白质在人体免疫防御中的作用的科学家。

德克萨斯大学西南医学中心炎症研究中心主任、分子生物学教授、生物化学家Zhijian "James" Chen赢得了今年的拉斯克奖之一——生物医学研究奖，通常被称为“拉斯克奖”。 “美国诺贝尔奖”。

Chen 领导的研究发现了一种关键酶——环 GMP-AMP 合酶 (cGAS)——它的作用就像体内的火警警报器。但 cGAS 不会被烟雾绊倒，而是会对外来入侵者（例如病毒和细菌）的 DNA 做出反应而激活。在发现 cGAS 之前，科学家们并不知道这种 DNA 是如何启动先天免疫系统的，这是人体抵御外来物质的第一道防线。

1908 年诺贝尔奖得主伊利亚·梅奇尼科夫 (Ilya Mechnikov) 发现了吞噬作用，这是一种细胞吞噬另一个细胞的现象。这是免疫细胞清除体内致病细菌的一种方式。梅奇尼科夫在诺贝尔奖演讲中指出，细菌 DNA 会以某种方式唤醒体内的“吞噬细胞保护大军”，但当时没有人知道如何唤醒。

相关：Avi Wigderson 因利用随机性改变计算机科学而荣获 100 万美元图灵奖

后来在 2000 年代初进行的研究表明，向细胞注射DNA会导致干扰素（有助于阻止感染的免疫信号）激增。随后，科学家们发现了一组能够产生这些干扰素的基因，他们将其称为“干扰素基因刺激剂”(STING)。 STING 不能直接感知外来 DNA，但 DNA 仍会以某种方式激活 STING。

从2012年发表的论文开始，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 GMP-AMP (cGAMP)，当外源 DNA 潜伏在细胞中时，这种分子会启动 STING。第二种是 cGAS，这种酶能够使哺乳动物（包括人类）的细胞产生 cGAMP。

在人体的早期预警系统中，cGAS 本身就是警报器，它检测外来 DNA 并以 cGAMP 的形式呼叫增援。反过来，cGAMP 招募“消防队”——在这种情况下是先天免疫系统，包括吞噬入侵者的细胞。

陈的团队后来了解到，该系统不仅可以检测 DNA，还可以检测逆转录病毒，即艾滋病毒所属的一组病毒。这些病毒含有RNA，它是DNA的近亲。 HIV 是躲避先天免疫系统的高手，但当病毒被发现时，cGAS 就会发现它。

不幸的是，cGAS 报警系统并不总是有帮助。在某些疾病的背景下，它可能会失控。

cGAS 在自身免疫性疾病中发挥着重要作用，在这种疾病中，免疫系统会错误地攻击身体。 cGAS 检测细胞液中漂浮的 DNA，这通常是感染的迹象。我们自己的人类 DNA 通常整齐地包装在称为细胞核和线粒体的隔室中，但当细胞承受压力时，DNA 可能会泄漏并最终到达细胞中的其他地方。

我们有酶可以帮助分解逃逸的 DNA，但对某些人来说，这些酶效果不佳。 Chen 和同事发现，这种缺陷最终可能会触发 cGAS 警报系统。这暗示 cGAS 可能是控制这些有害免疫反应的关键。

拉斯克奖获奖者在一份声明中写道：“cGAS 不仅与自身免疫性疾病有关，还与许多炎症性疾病有关，包括与年龄相关的黄斑变性和帕金森病、阿尔茨海默病和肌萎缩侧索硬化症等神经系统疾病。” “因此，镇静 cGAS-cGAMP-STING 通路可能会对多种疾病带来益处。”

陈教授荣获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项拉斯克奖——一项奖励临床研究，一项奖励公共服务。第一个奖项颁给了 Joel Habener、Lotte Bjerre Knudsen 和 Svetlana Mojsov，他们发现和开发了模仿激素胰高血糖素样肽 1 的药物，例如用于治疗肥胖的 Ozempic。第二位获奖者是Quarraisha Abdool Karim 和Salim Abdool Karim 博士，他们的工作在预防和治疗艾滋病毒方面发挥了重要作用。