看见原本看不见的微观世界

20世纪初，电子显微镜的发展促成了许多医学领域的范式转变。这在很大程度上得益于电磁透镜的出现。这些显微镜的放大倍率高达1000万倍，人们可以使用电磁透镜对波长的1/100000的电子束进行聚焦和定向。它们能帮助人类看到普通显微镜看不见的东西，例如细菌、病毒和微小的细胞结构。1955年，比利时天主教鲁汶大学的科学家克里斯蒂安·德杜夫和佛蒙特大学医学院的科学家亚历克斯·诺维科夫，首次使用电子显微镜观测到细胞内的膜状屏障，该屏障可以隔离和消化化合物。德杜夫将该细胞器命名为溶酶体，意为“使物质解体”，以描述其消化特性，并于1974年因这一发现而获得了诺贝尔生理学或医学奖。

1961年，纽约洛克菲勒研究所电子显微镜的先驱基思·波特博士和他的博士后学生托马斯·阿什福德，用电子显微镜观测了充满胰高血糖素的大鼠肝细胞。胰高血糖素是由胰腺分泌的一种激素，会促使肝脏产生葡萄糖并释放到血液中。波特和阿什福德被誉为最早观察到自噬的科学家，尽管科学界花费了几十年时间才得以了解自噬。

一旦进入血液中，胰腺产生的另一种激素，即胰岛素，会提醒细胞血液中存在葡萄糖，因此胰岛素依赖型细胞可以将葡萄糖带入细胞内，分解葡萄糖为其供能。这一过程发生在细胞的线粒体中。（线粒体是产生能量的重要细胞器，我稍后将详述。）胰岛素和胰高血糖素紧密相连，但其作用相反，血流中的葡萄糖含量是开启反应的决定性因素：葡萄糖含量太低，胰脏就会释放胰高血糖素以促进生成更多的葡萄糖；当血液中的葡萄糖含量达到足够高的水平时，胰脏就会释放胰岛素。阿什福德和波特借助电子显微镜观察到细胞降解或分解各个阶段的生物膜。他们还指出，当时的医学文献记载，胰高血糖素分解蛋白质的过程与之相同。次年，德杜夫在阅读了德国科学家的相关论文后（论文记载了其观察到细胞在受损或营养不足时，细胞器内含有细小的、专门的膜降解结构），创造了“自噬”一词来描述形成生物膜、隔离化合物并消化目标化合物的过程。

直到10年后，科学家才通过另一项发现阐明了涉及关闭细胞自噬的关键机制之一，即雷帕霉素机制靶蛋白，这是在一个只有14英里长、7英里宽的偏僻岛屿上偶然发现的。