细胞缺氧怎幺办?诺贝尔生医奖揭晓!

「今年诺贝尔奖得主的发现揭示了生命中最重要的适应机制之一。」2019年诺贝尔奖生医奖揭晓,颁给了英美3名科学家,他们发现了细胞如何感知和适应氧气的变化,揭露重要且基本的生理机制,更影响了贫血、癌症等药物开发。英国皇家学会会长Venki Ramakrishnan表示,氧气是每个细胞存活的重要成分,太少或太多都会带来灾难,理解此适应过程有助釐清生命如何出现的基本问题。

3人获诺贝尔奖 揭细胞如何适应氧气变化

今年诺贝尔生医奖7日揭晓,美国哈佛大学医学院教授William G. Kaelin Jr.、约翰霍普金斯大学医学院教授Gregg L. Semenza与英国法兰西斯克里克研究中心临床研究主任Sir Peter J. Ratcliffe三人获奖,平分900万瑞典克朗(约合909,000美元)奖金。

《现场科学》报导,「细胞和组织的氧气供应不断变化。从胚胎的生长和发育,以及肌肉运作,氧气的供应随着组织变化而不停变动。」诺贝尔委员会成员Randall Johnson表示,「细胞需要一种方法来调节氧气量,同时维持重要功能。」

例如,在剧烈运动中,肌肉细胞必须适应更高的氧气需求。诺贝尔奖基金会进一步解释,氧气感应对于胎儿的发育至关重要,其可以控制正常的血管形成和胎盘的发育。该机制在贫血、甚至癌症中也扮演重要脚色,可刺激血管形成,使癌细胞得以扩散。

低氧诱导因子I 增加红血球

根据《卫报》,细胞中的粒线体会利用氧气来获取食物中的能量,他们的研究显示,当氧气不足时,细胞内的「低氧诱导因子I」(hypoxia-inducible factor,简称HIF-1)会升高,促使基因活化,製造红血球生成素(EPO),进而增加携带氧气的红血球数量。Randall Johnson补充,没有HIF-1,胚胎活不到发育期,就连在子宫中也需要该基因。

该发现促使了贫血药物开发,可以欺骗人体误以为处在高海拔的低氧地区,製造更多EPO来生产红血球;此外,也可以开发更多抗癌药物,阻断肿瘤的血管生成。

英国皇家学会会长Venki Ramakrishnan认为3人获奖实至名归,氧气是每个细胞存活的重要成分,太少或太多都会带来灾难,理解此适应过程有助釐清生命如何出现的基本问题。

参考资料:

1. Trio Wins Nobel Prize in Medicine for Figuring Out 'One of Life's Most Essential Adaptive Processes'.

2. Nobel prize in medicine awarded to hypoxia researchers.

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