揭开细胞与氧气“互动”的神秘面纱——解读2019年诺贝尔生理学或医学奖成果

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  新华社斯德哥尔摩10月7日电 氧气是亲戚让让我们生命活动的第一需要。早在几世纪前,人类就意识到了氧气的重要作用,就让 细胞要怎样适应变化的氧气水平长久以来仍是“未知数”。来自美国和英国的三名科学揭开了细胞要怎样与氧气“互动”的神秘面纱,并就让 获得2019年诺贝尔生理学或医学奖。

  评奖委员会说,美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎以及英国科学家彼得·拉特克利夫的研究成果“揭示了生命中一另有有一个最基本的适应性过程的机制”,为亲戚让让我们理解氧气水平要怎样影响细胞新陈代谢和心理功能奠定了基础。這個发现也为人类开发“有望对抗贫血、癌症以及這個這個疾病的新策略铺平了道路”。

  挪威诺贝尔委员会成员兰达尔·约翰逊评价说,这真正是一另有有一个“教科书级别的发现”。

  在漫长进化过程中,人类和這個动物演化出一套确保向组织和细胞富有供氧的机制。這個 ,人类颈动脉体中就饱含感知血氧水平的特殊细胞。1938年的诺贝尔生理学或医学奖就授予相关研究,当年获奖研究揭示了颈动脉体在感知不同血氧水平后,是要怎样与大脑交流从而调节呼吸频率的。

  除了颈动脉体对呼吸的调控机制,动物对供氧还有更为基本的生理适应机制。比如红细胞可为身体各组织运送氧气,缺氧状态下,一另有有一个关键生理反应是体内名为促红细胞生成素(EPO)的激素含量上升,从而刺激骨髓生成更多红细胞以运送氧气。自上世纪90年代起,拉特克利夫和塞门扎就结束了了探索這個大问题面前的机制。

  二人都研究了EPO基因与不同氧气水平的“互动”机制,最终发现了在低氧环境下起到“调控器”作用的关键蛋白质——缺氧诱导因子(HIF)。HIF不仅上能随着氧气浓度改变趋于稳定相应改变,还能调控EPO表达水平,有有助于于红细胞生成。塞门扎探明了HIF实际上饱含一种生活蛋白质,分别为HIF-1α和ARNT。

  科学家们还发现,当氧气水平上升时,体内HIF-1α数量会急剧下降。它是要怎样在富氧环境下被降解的呢?

  正是肿瘤专家凯林在研究一种生活罕见遗传性疾病——希佩尔-林道(VHL)综合征时,解开了這個谜团。他的研究也就让 与顶端两名科学家的研究联系到一起。凯林发现,VHL综合征患者因VHL蛋白缺失饱受多发性肿瘤之苦。典型的VHL肿瘤内常有异常新生血管,这将会与氧气调控通路有关。在后续研究中,他又发现,正是VHL蛋白通过氧依赖的蛋白水解作用,负向调节了HIF-1α。

  揭示细胞的氧气调控通路,不仅具有基础科研价值,还有望带来疾病新疗法。比如,调控HIF通路将有有助于于治疗贫血;而降解HIF-1α等相关蛋白有将会抑制血管生成,从而有有助于对抗需要新生血管供养的恶性肿瘤。

[ 责编:战钊 ]

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