诺贝尔医学奖你真的搞懂了吗？一起来看看

诺贝尔大会成员兰德尔·约翰逊(右)宣布，诺贝尔生理学或医学奖的获得者是格雷格·塞门扎、彼得·拉特克利夫和威廉·凯琳二世。

照片:Jonathan nack strand/AFP via Getty mages

2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家，他们研究了组织含氧量低时细胞对缺氧的反应。基础生理学使人们能够了解人体内300多个基因是如何被调节的，包括控制红细胞生成的红细胞生成素基因。

感知氧气水平是许多疾病中不可缺少的一环。研究人员正在开发药物，试图改变这一系统，然后实现贫血甚至癌症的治疗和治愈。斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院的兰德尔·约翰逊是获奖者之一，他在新闻发布会上说:“这些关于氧含量的发现已经逐渐应用于医疗实践。”

英国牛津大学的癌症研究员阿马托·吉亚西亚说:“正常组织和肿瘤之间的氧感觉差异是一项非常重要的研究。缺氧时开启的许多基因在肿瘤中也会开启。

诺贝尔医学奖的三位获奖者是来自波士顿丹那非癌症研究所的小威廉·凯琳，来自牛津大学的彼得·拉特克利夫和来自马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学医学院的格雷格·塞门扎。他们发现了细胞对氧气供应的感知和适应性反应。

20世纪80年代，科学家们知道缺氧增加了肾脏中促红细胞生成素基因的转录，这反过来又促进了携氧红细胞的产生。然而，当时还不清楚身体是如何知道缺氧的。

直到1992年，塞门扎发现了一种叫做缺氧诱导因子(HIF)的蛋白质。当氧气不足时，缺氧诱导因子将结合到促红细胞生成素基因的调节区。高强度聚焦超声由两部分组成:高强度聚焦超声-1α和高强度聚焦超声-1β(也称为ARNT)。只有缺氧诱导因子-1α能直接感受到氧，而塞门扎、拉特克利夫和凯林的独立研究进一步表明，在正常氧条件下，蛋白质缺氧诱导因子-1α的两个氨基酸将被脯氨酸羟化酶修饰。结果，修饰的缺氧诱导因子-1α与一种叫做VHL的蛋白质结合，这种新的复合物将被标记为在细胞废物处理过程中被破坏。

然而，在缺氧条件下，化学修饰的缺氧诱导因子-1α酶的活性会降低。缺氧诱导因子-1α不会结合到VHL然后被破坏，而是会迁移到细胞核，在那里它会与缺氧诱导因子-1β结合，结合到基因组的特定部分，并调节包括促红细胞生成素在内的数百个基因的转录过程。

凯林是一名癌症研究者，他从希佩尔-林道综合征(VHL综合征)的角度讨论了上述问题。这是一种由VHL基因突变引起的遗传综合征，它增加了某些类型癌症的风险。凯林发现，缺乏蛋白质VHL的癌细胞激活了与缺氧相关的基因。

癌症和氧含量传感系统之间的联系已经增加。一些由缺氧诱导因子控制的基因被肿瘤细胞用来制造血管来滋养自己，而另一些基因直接作用于细胞增殖或转移。在临床实验中，医生将使用一些能抑制高强度聚焦因子-1α或与之密切相关的高强度聚焦因子-2α的化合物，或一类能抑制高强度聚焦因子修饰酶的药物，即高强度聚焦因子脯氨酰羟化酶抑制剂来治疗癌症患者。

当氧含量低(缺氧)时，缺氧诱导因子-1α将受到保护而不会降解，但会在与ARNT相关的细胞核中积累，并与缺氧调节基因(1)中的特定DNA序列(HRE)结合。在正常情况下，缺氧诱导因子-1α将被蛋白酶体(2)快速降解，氧通过向缺氧诱导因子-1α中添加羟基(羟基)来调节降解过程(3)。然后，VHL蛋白可以识别并与缺氧诱导因子-1α形成复合物，并最终以氧依赖的方式降解(4)。

照片:PRIVATE KAROLINKA INSTATION

其中，罗沙司他胶囊于2018年12月被中国食品药品监督管理局批准上市，用于治疗慢性肾病引起的贫血。在此之前，甚至有两个骑自行车的人使用这种药物来增加他们的红细胞，以提高他们的比赛成绩，并最终被停赛。

宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的细胞生物学家塞莱斯特·西蒙说，缺氧在这种疾病中扮演了一个角色，这种疾病的发病率普遍高于我们的预期。氧含量的限制是几乎所有疾病的一部分，无论是肿瘤、中风、炎症、伤口愈合、外周动脉疾病她提到这个领域的主要目标之一是证明这些理论可以用来帮助病人。

约翰逊还说:“缺氧诱导因子存在于身体的每个细胞、神经系统、血管和免疫系统中。它在免疫系统中的作用可能是至关重要的，因为免疫细胞通常侵入缺氧的炎症组织。这也意味着对高强度聚焦的任何操作都会有许多相关的影响。”

“能够影响缺氧途径的药物将非常有效，但研究也必须非常小心。”

照片:凯瑟琳·金·pic.twitter.com/np0ty6SLi9

蝌蚪工作人员从科学杂志编辑，翻译狗哥，转载需要授权