美媒解读诺贝尔医学奖获奖研究:没有氧气,就没有生命

2019-10-09 14:10:47 参考消息网

参考消息网10月9日报道 美媒称,斯德哥尔摩诺贝尔奖委员会10月7日上午宣布,威廉·凯林、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞门扎因发现细胞如何感知并适应人体氧气水平的变化,被共同授予2019年诺贝尔生理学或医学奖。这三人将分享900万瑞典克朗(约合647万元人民币)的奖金。

据美国沃克斯网站10月7日报道,人类和动物需要氧气来解锁食物中的能量。没有氧气,就没有生命。例如,当人们吸入空气时,氧气会分解卡路里中的化学键,释放能量供细胞使用。这一过程的产物是二氧化碳。

尽管人们几个世纪前就已理解这一基本交换机制,但人们并不知道细胞如何适应和应对氧气水平的变化。例如,当人们锻炼身体、需要更多能量时,细胞是如何知道应该加快呼吸速度的呢?人类是如何在高海拔地区生活的?

凯林、拉特克利夫和塞门扎帮助解答了这些问题。诺贝尔奖委员会在声明中说:“(这些诺奖获得者)发现了调控相关基因活动的分子机制,这些基因活动会对氧气水平的变化作出回应。”由于理解了“生命的一个最基本适应过程的机制”,在治疗贫血症、癌症等疾病方面出现了很多前景光明的新策略。

人类和动物已经进化出各种方式来确保细胞和组织获得足够的氧气。此前的诺贝尔奖获得者(例如科尔内耶·埃曼斯)证明,颈动脉中的特殊细胞可以感知血液中的氧气水平并通过控制人体的呼吸频率来应对其变化。

诺贝尔奖委员会称,约翰斯·霍普金斯大学遗传医学教授塞门扎发现了另一个适应低氧的关键生理机制。当氧气水平下降时,人体内一种名叫促红细胞生成素(EPO)的激素会升高,发出信号让人体加快生产红细胞——红细胞负责把氧气运送至人体的各个组织。

就职于牛津大学和弗朗西斯·克里克研究所的拉特克利夫在这一成果的基础上更进一步。他与塞门扎共同发现,这种氧感知机制“存在于几乎所有组织中,而不只是存在于通常情况下生产EPO的肾细胞中”。不久之后,塞门扎发现,一种被他命名为“缺氧诱导因子”(HIF)的蛋白质复合物能够调节这种对氧气的反应。到了1995年,塞门扎还发现了编码HIF的基因:HIF-1α和ARNT。

就在塞门扎和拉特克利夫在有关EPO的基因研究中不断获得新发现之际,哈佛大学医学院教授、在波士顿丹娜法伯癌症研究院运行一家实验室的威廉·凯林正在深入研究一种遗传疾病——冯希佩尔-林道综合征(VHL)。他偶然发现了氧气水平变化引发的另一种遗传反应。

VHL基因发生突变的家族罹患肾细胞癌和一种胰腺癌的风险更高。凯林发现,当癌细胞的VHL基因无法正常工作时,“受低氧调控的基因水平会高得异常”。诺奖委员会说:“VHL基因被重新引入癌细胞后,相关基因会恢复至正常水平。”这一研究结果表明,在人体应对低氧的过程中,VHL很可能起到重要的控制作用。

诺奖委员会说,世界各地的实验室和制药公司正在竞相研发“能通过激活或阻断氧感知机制来干预不同病情”的药物。


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