专家说衰老和癌症都是缺氧引起的（诺奖解读搞清楚缺氧时细胞里发生的事）

今年诺奖获得者的研究为我们了解氧气水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。目前，制药业正投入力量通过抑制或激活氧气调节机制来开发新药，以治疗贫血、癌症和其他疾病。

瑞典卡罗林斯卡学院10月7日宣布，2019年的诺贝尔生理学或医学奖得主为小威廉·G.凯林（William G. Kaelin, Jr.）、彼得·J·拉特克利夫爵士（Sir Peter J. Ratcliffe）和格雷格·L.塞门扎（Gregg L. Semenza），以嘉奖他们发现细胞怎样感知并适应环境氧含量。

在上图中，当氧含量低（缺氧）的时候，HIF-1α被保护住不会降解，并在细胞核里聚集。它和ARNT相作用，并结合到特定DNA序列的缺氧调控基因（HRE）上（1）。在正常的氧气水平下，HIF-1α会由蛋白酶体快速降解（2）。氧气通过为HIF-1α增加羟基（OH）调控了这一降解过程（3）。然后VHL蛋白就可以识别HIF-1α并组成一个复合体，根据氧气浓度决定是否使它降解。

氧感应机制的生理学和病理学

由于几位诺贝尔奖得主的开创性工作，我们对不同的氧气水平如何调节基本的生理过程有了更多的了解。氧感应能使细胞适应机体处于低氧水平时的新陈代谢。例如，剧烈运动时，此反应就发生在肌肉中。氧感应控制细胞适应过程的例子还有很多，比如刺激新血管的生成和红细胞的产生、参与微调机体的免疫系统和许多其他生理功能。在胎儿发育过程中，氧感应机制对控制正常血管的形成和胎盘的发育也至关重要。

氧感应是许多疾病的核心。例如，慢性肾功能衰竭患者常因EPO表达减少而出现严重贫血。如前所述，由肾脏中的细胞产生的EPO，对控制红细胞的生成至关重要。此外，氧感应机制在癌症中有重要作用。在肿瘤中，氧感应机制会刺激血管的形成、重塑代谢以使癌细胞大量增殖。很多大学的实验室和制药公司正投入力量，开发通过激活或阻断氧感应机制以干预疾病状态的药物。

如上图，本次获奖的氧感应机制对生理学有重要意义，我们的新陈代谢、免疫反应和适应运动的能力都离不开此机制。许多病理过程也受到氧感应机制的影响。目前制药业正投入力量通过抑制或激活氧气调节机制来开发新药，以治疗贫血、癌症和其他疾病。

小威廉·G·凯林（William G.Kaelin, Jr.）于1957年出生于纽约。他获得了杜克大学的医学博士学位，曾在约翰·霍普金斯大学和达纳-法伯癌症研究所进行内科和肿瘤学的专业培训。他在达纳-法伯癌症研究所建立了自己的研究实验室，并于2002年成为哈佛医学院的教授。且自1998年以来，他一直是霍华德·休斯医学研究所的研究员。

彼得·J·拉特克利夫爵士（Sir Peter J. Ratcliffe）于1954年出生于英国兰开夏郡。他在剑桥大学冈维尔与凯斯学院学习医学，并在牛津大学进行了肾脏病学的专业培训。此后，他在牛津大学成立了一个独立的研究小组，并于1996年成为教授。他还是伦敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）的临床研究主任、牛津大学标靶研发院（Target Discovery Institute）主任和路德维希癌症研究所的成员。

格雷格·塞门扎（Gregg L. Semenza）于1956年生于纽约。他从哈佛大学获得了生物学学士学位，于1984年获得宾夕法尼亚大学医学院的医学博士学位，并在杜克大学接受了儿科专业的训练。塞门扎在约翰·霍普金斯大学进行了博士后训练，并在那里建立了独立的研究小组。1999年，他成为了约翰·霍普金斯大学的教授，并自2003年以来担任约翰·霍普金斯细胞工程研究所血管研究计划的主任。

（果壳）

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