北京時(shí)間10月7日下午，2019年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎揭曉。獎項授予了美國醫學(xué)家威廉·凱林(William G.Kaelin，Jr。)、英國醫學(xué)家彼得·拉特克利夫(Sir Peter J。 Ratcliffe)和美國醫學(xué)家格雷格·塞門(mén)扎(Gregg L.Semenza)，以表彰他們“發(fā)現了細胞如何感知和適應氧氣變化機制”。他們將平分900萬(wàn)瑞典克朗(約合人民幣650萬(wàn)元)的獎金。

　　諾貝爾官網(wǎng)介紹稱(chēng)，氧氣的重要性已毋庸贅言，但細胞如何適應氧氣水平的變化則一直不為人所知。今年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎獲獎?wù)叩难芯縿t開(kāi)創(chuàng )性地揭示了生命中最重要的適應過(guò)程機制之一，幫助人們理解氧氣含量如何影響細胞代謝和生理功能奠定了基礎。這一發(fā)現也為抗擊貧血、癌癥和其他疾病的新策略鋪平了道路。

　　適應氧氣變化的細胞“開(kāi)關(guān)”

　　英國《衛報》稱(chēng)，這項研究的核心在于身體對低氧環(huán)境的反應。當人體處于缺氧狀態(tài)時(shí)，促紅細胞生成素(Erythropoietin，EPO)就會(huì )增加，刺激骨髓生成新的紅細胞，而紅細胞則會(huì )帶來(lái)氧氣。但是，氧氣含量減少是如何觸發(fā)這種反應呢?這就是今年的諾獎得主們想要回答的問(wèn)題。

　　頒獎委員會(huì )成員、劍橋大學(xué)教授蘭德?tīng)?middot;約翰遜表示，“許多科學(xué)家經(jīng)常用‘教科書(shū)式發(fā)現’這個(gè)詞，但今天這個(gè)真的是教科書(shū)式發(fā)現”，三位獲獎人“發(fā)現了一種調節氧氣含量下降時(shí)細胞如何適應的分子開(kāi)關(guān)”。

　　據介紹，這個(gè)“開(kāi)關(guān)”就是一種被稱(chēng)為缺氧誘導因子(Hypoxia-inducible factors，HIF)的蛋白質(zhì)。他們發(fā)現，在正常的氧氣條件下HIF會(huì )迅速分解，但當氧氣含量下降時(shí)，HIF的含量會(huì )增加。更為重要的是，HIF還可以控制EPO的表達水平，如果將其DNA片段插入某基因旁，則該基因會(huì )被低氧條件誘導表達。

　　許多生理學(xué)專(zhuān)家表示歡迎

　　這一發(fā)現的影響是非常廣泛的。據介紹，人體對氧氣含量變化的反應涉及從運動(dòng)到胚胎發(fā)育的所有過(guò)程。它還與多種疾病有關(guān)，如慢性腎功能衰竭患者，由于EPO減少多患有嚴重的貧血癥。

　　據《衛報》報道，許多生理學(xué)方面的專(zhuān)家對這一獎項表示歡迎，認為這是對生理學(xué)基礎研究的認可。英國生理學(xué)會(huì )主席布里吉特·蘭姆稱(chēng)，“今年的諾貝爾獎將生理學(xué)放在了首要的、核心的位置，這是對生理學(xué)家重要研究的認可。諸如此類(lèi)的尖端生理學(xué)研究正在增進(jìn)我們對身體運作機制的了解，而這將幫助我們保持健康”。

　　劍橋大學(xué)生理學(xué)、發(fā)展和神經(jīng)科學(xué)部的安德魯·莫里博士表示，三人的研究獲獎當之無(wú)愧。莫里介紹稱(chēng)，“氧氣是生命的基礎，它允許線(xiàn)粒體從所攝入的食物中提取能量”，三人的研究“揭示了細胞感知氧氣含量并響應波動(dòng)的機制，從而增強了氧氣向人體組織的輸送并改變了我們的新陳代謝”。莫里表示，自上世紀90年代首次出現關(guān)于缺氧誘導因子的報道以來(lái)，人們就意識到它們在日常生活中的重要性，“缺氧是許多疾病的特征，包括心力衰竭、慢性肺部疾病和許多癌癥。這三位科學(xué)家及其團隊的工作為更好地理解這些常見(jiàn)的威脅生命的疾病，和尋找治療這些疾病的新策略鋪平了道路”。

　　西英格蘭大學(xué)癌癥生物學(xué)博士埃里克斯·格林豪評價(jià)稱(chēng)，今年諾獎對于“了解細胞如何感知和響應氧氣含量的變化至關(guān)重要”，同時(shí)這“對于血液供應受損的相關(guān)疾病具有重大意義，包括實(shí)體瘤如乳腺癌、結腸直腸癌和胰腺癌等”。

　　三人獲獎并不意外

　　事實(shí)上，凱林、拉特克利夫和塞門(mén)扎三人獲得今年的諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎并不令人意外。據《衛報》報道，早在2016年，這三人就因揭示了“人與動(dòng)物對氧氣含量的細胞感知機制”而獲得了素有“美國諾貝爾獎”之稱(chēng)的拉斯克基礎醫學(xué)研究獎(Albert Lasker Basic Medical Research Award)。

　　威廉·凱林1957年11月23日出生于美國紐約，目前是哈佛醫學(xué)院教授。凱林1979年獲杜克大學(xué)化學(xué)學(xué)士學(xué)位，1982年獲該校醫學(xué)博士學(xué)位。他曾在約翰·霍普金斯大學(xué)和丹納-法貝爾癌癥研究所接受了內科學(xué)和腫瘤學(xué)的專(zhuān)業(yè)培訓，并在丹納-法貝爾癌癥研究所建立了自己的實(shí)驗室。2002年，凱林成為哈佛醫學(xué)院正式教授。此外，他自1998年起就一直擔任霍華德·休斯醫學(xué)院的研究人員。據丹納-法貝爾癌癥研究所官網(wǎng)介紹，凱林教授的研究重點(diǎn)是腫瘤抑制蛋白的功能，包括視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(pRB)、馮·希珀爾·林道綜合征蛋白(pVHL)和p53腫瘤抑制蛋白等。凱林教授的實(shí)驗室使用各種分子和細胞方法來(lái)了解這些蛋白質(zhì)如何從機制上防止腫瘤的生長(cháng)。2010年，凱林教授當選為美國國家科學(xué)院院士。

　　彼得·拉特克利夫1954年5月14日生于英國蘭開(kāi)夏郡，目前是牛津大學(xué)教授。他在劍橋大學(xué)岡維爾與凱斯學(xué)院學(xué)習醫學(xué)，并在牛津大學(xué)接受了腎臟病學(xué)專(zhuān)業(yè)培訓。拉特克利夫還是英國倫敦弗朗西斯·克里克研究所的臨床研究主任、牛津大學(xué)目標發(fā)現研究所所長(cháng)、路德維希癌癥研究所成員。據克里克研究所官網(wǎng)介紹，拉特克利夫教授目前的研究旨在了解通過(guò)蛋白質(zhì)羥基化和相關(guān)氧化產(chǎn)生信號的生物學(xué)作用。這項工作既專(zhuān)注于HIF羥化酶本身的操作，又致力于催化其他蛋白質(zhì)上的羥化反應的相關(guān)酶。它旨在將這些生化途徑與生理控制以及人類(lèi)疾病(包括癌癥和缺血性血管疾病)的病理生理聯(lián)系起來(lái)。

　　格雷格·塞門(mén)扎1956年7月1日出生于美國紐約，目前是約翰·霍普金斯大學(xué)教授。塞門(mén)扎1978年在哈佛大學(xué)獲生物學(xué)學(xué)士學(xué)位，1984年在賓夕法尼亞大學(xué)醫學(xué)院獲醫學(xué)博士學(xué)位，并在杜克大學(xué)接受培訓成為一名兒科專(zhuān)家。塞門(mén)扎在約翰·霍普金斯大學(xué)進(jìn)行了博士后培訓，并在那里建立了一個(gè)獨立的研究小組。他于1999年成為約翰·霍普金斯大學(xué)的正式教授，2003年起擔任該校細胞工程研究所血管研究項目的主任。據約翰·霍普金斯大學(xué)醫學(xué)院官網(wǎng)介紹，塞門(mén)扎教授目前的研究包括基因和干細胞療法治療缺血性心血管疾病、HIF-1在癌癥中的作用和保護心臟免于缺血再灌注損傷等。

　　■ 背景

　　數字中的諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎

　　諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎?dòng)扇鸬淇_林斯卡醫學(xué)院(Karolinska Institutet)負責評選，1901年首次頒發(fā)，至今已頒發(fā)110次。其中，一戰、二戰期間的1915-1918、1921、1925、1940-1942這9年未頒獎。

　　截至目前，諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎共有219人獲獎，其中僅有12名為女性，占比不到5.5%。最近一位女性獲獎人是中國女藥學(xué)家屠呦呦，她于2015年因發(fā)現治療瘧疾的新療法獲獎。

　　諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎最年輕的獲獎人為32歲的加拿大生理學(xué)家弗雷德里克·格蘭特·班廷，他于1923年因發(fā)現胰島素獲獎。最年長(cháng)的獲獎人為87歲的美國生物學(xué)家裴頓·勞斯，他于1966年因發(fā)現前列腺癌的激素療法獲獎。
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