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开拓癌症贫血新疗法 3名科学家夺诺贝尔生理学或医学奖

发布时间:2019-10-17 03:05:33

新华社北京10月8日电——任何动物都需要氧气来将食物转化为能量。当身体中的氧含量发生变化时,身体中的细胞需要进行相应的调整,以继续有效地提供能量。来自美国和英国的三位科学家塞门扎、拉特克利夫和卡琳通过研究细胞缺氧反应的机制,揭示氧对细胞活动的特殊作用,共同获得了2019年诺贝尔生理医学奖,从而成为治疗癌症和贫血等各种疾病的新希望。

北京时间10月7日下午,诺贝尔生理医学奖的获奖者首次揭晓:小威廉·g·凯琳(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)获奖。

曾彤被授予拉斯克医学研究奖

据报道,这三位获奖者都获得了2016年拉斯克医学研究奖,因为他们研究了细胞如何适应不同的氧气环境。

拉斯克医学研究奖是生物医学领域最著名的奖项之一,仅次于诺贝尔奖。许多获奖者将来都获得了诺贝尔奖。因此,它被称为诺贝尔生理医学奖的风向标。他们还获得了2010年加拿大格尔达纳国际奖。

威廉,62岁?小威廉·g·凯琳(William g. kaelin jr .)是哈佛医学院的教授和癌症专家,在达纳-费伯癌症研究所拥有一个独家研究实验室。

彼得,65岁?牛津大学教授彼得·j·拉特克利夫爵士(Sir peter j. ratcliffe)在该大学成立了一个独立的研究团队,是肾脏疾病方面的专家。他正在探索人体如何产生一种激素,在缺氧环境中产生红细胞进行调节。

格雷格。塞门扎(gregg l .塞门扎),63岁,美国约翰霍普金斯大学医学教授。他写了400多篇研究论文,被引用超过13万次。在他高中生物老师的指导下,他对科学产生了兴趣。当他在哈佛大学学习时,他得知一个朋友的孩子患有唐氏综合症,这促使他决定学习儿科遗传学。

揭示细胞适应缺氧的机制

动物细胞和组织摄入的氧含量不时变化。例如,在高海拔环境中氧气含量较少。当人体缺氧时,红细胞生成素(epo)的含量会增加,使人体产生更多的红细胞,也可能产生新的血管。甚至在胚胎形成之前,人体就有能力适应氧含量的变化。

然而,科学家无法解释氧分子在这个过程中的作用。

美国约翰·霍普金斯大学的塞门扎教授(Semenza)和英国牛津大学的拉特克利夫教授(ratcliffe)多年来一直在研究氧含量与epo之间的关系。其中,塞门扎利用转基因小鼠发现所有人类组织都能感知氧含量的变化,而不仅限于产生epo的肾脏。促红细胞生成素的活性受到缺氧反应元件脱氧核糖核酸中组蛋白的影响,称为缺氧诱导因子(hif)。

萨曼莎在1995年进一步证实hif由两组蛋白质组成,hif-1α和arnt(也称为hif-1β)。萨曼莎和拉特克利夫发现,当氧含量高时,细胞只含有少量hif-1α,因为它会随着人体内的氧降解并最终消失。当氧含量降低时,hif-1α将与arnt结合增加epo含量,但科学家仍不知道其机制。

哈佛大学的林熙蕾教授发现,当癌细胞缺乏vhl基因时,细胞中hif-1α的含量会非常高。将vhl基因注入癌细胞后,细胞将恢复正常,表明vhl基因可能影响细胞是否有缺氧反应。拉特克利夫进行了进一步的实验,证实vhl基因是hif-1α降解反应的关键。

拉特克利夫和卡琳随后继续探索氧分子vhl和hif-1α之间的相互作用,并在2001年同时发表了他们的研究结果。两人发现当氧含量正常时,氧分子会变成羟基并与hif-1α结合。Vhl将识别hif-1α并产生降解反应,因此hif-1α消失,epo活性不能提高。在缺氧的情况下,由于氧分子的减少,vhl不能被吸引,使hif-1α与arnt结合成为hif,从而刺激epo活性并产生更多的红细胞。

拓展人类对生物反应的认知

大多数疾病的根本原因之一是细胞不能对氧含量的变化做出反应。例如,癌细胞会干扰人体新血管的形成过程,使癌细胞更容易繁殖。基于塞门扎和其他人的研究结果,制药工业已经开发出刺激或预防细胞缺氧反应的药物。例如,如果人体产生更多的红细胞,贫血就可以治愈。

该综述的结论是,这三个人确立了氧含量对细胞代谢和其他生理活动的影响,极大地扩展了人们对生物反应的理解,并有助于创新疾病防治策略。他们将分享900万瑞典克朗的奖金。

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