「中国新闻网」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
中新网10月8日电 综合报道 , 任何动物均需借助氧把食物转化为能量 , 当身体含氧量改变 , 体内细胞便需作出相应调整 , 继续有效提供能量 。 3名分别来自美国和英国的科学家塞门萨、拉特克利夫和凯林凭研究细胞缺氧反应的机制 , 揭开氧气对细胞活动的具体影响 , 成为治疗癌症、贫血等多种疾病的新希望 , 共同夺得2019年度诺贝尔生理学或医学奖 。
北京时间10月7日下午 , 诺贝尔生理学或医学奖获奖人名单率先被揭晓:威廉·凯林(William G. Kaelin Jr) , 彼得·拉特克利夫(Sir Peter J. Ratcliffe)以及格雷格·塞门扎(Gregg L. Semenza)获得这一奖项 。
曾同获颁拉斯克医学奖
据悉 , 获奖的3人在2016年曾同获颁拉斯克医学奖 , 表扬他们有关细胞如何适应不同氧气环境的研究 。
拉斯克医学奖是生物医学领域最有名的奖项之一 , 仅次于诺贝尔奖 , 不少得奖者其后均得到诺贝尔奖 , 故有“诺贝尔生理学或医学奖风向标”之称 。 他们亦在2010年获颁加拿大盖尔德纳国际奖 。
62岁的威廉?凯林(William G. Kaelin Jr)是哈佛医学院教授、癌症专家 , 在丹娜-法伯癌症研究所拥有专属研究实验室 。
65岁的彼得?拉特克利夫(Sir Peter J. Ratcliffe)则是牛津大学教授 , 于校内设立独立研究团队 , 是研究肾病的专家 , 探讨在缺氧环境下 , 人体如何产生一种能制造红血球的荷尔蒙 , 从而作出调节 。
格雷格?塞门扎(Gregg L. Semenza) , 63岁 , 是美国约翰霍普金斯大学医学教授 , 曾撰写逾400篇研究论文 , 被引用逾13万次 。 在高中生物老师的指导下 , 他对科学产生兴趣 , 就读哈佛大学期间 , 得悉一名朋友的孩子患上唐氏综合症 , 促使他决心研究儿科基因学 。
揭秘细胞适应缺氧机制
动物细胞和组织可摄取的氧含量时有变化 , 例如高地环境氧含量较少 , 当人体缺氧时 , 红血球生成素(EPO)含量会增加 , 让身体制造更多红血球 , 亦可能制造新血管 , 即使早于胚胎初形成时 , 人体已有适应含氧量变化的能力 。
然而 , 科学家一直无法解答 , 氧分子在这一过程中所扮演的角色 。
美国约翰霍普金斯大学教授塞门萨和英国牛津大学教授拉特克利夫 , 多年来研究含氧量与EPO的关系 , 其中 , 塞门萨运用基因改造老鼠 , 发现人类所有组织均能感应含氧量的变化 , 而非限于产生EPO的肾脏 , 而EPO的活跃程度 , 则受缺氧反应元(HRE)的脱氧核糖核酸(DNA)中一组蛋白影响 , 名为缺氧诱导因子(HIF) 。
塞门萨于1995年进一步确认 , HIF由两组蛋白组成 , 分别为HIF-1α和ARNT(又称HIF-1β) 。 塞门萨及拉特克利夫发现当含氧量偏高时 , 细胞只含有少量HIF-1α , 原因是它会跟人体中的氧产生降解反应 , 最终消失 。 当含氧量下降 , HIF-1α则会跟ARNT结合 , 使EPO含量上升 , 但科学家仍未得悉当中机制 。
美国哈佛大学教授凯林在研究罕见遗传疾病“VHL症候群”时 , 发现当癌细胞缺乏VHL基因 , 细胞内的HIF-1α含量将非常高 , 而向癌细胞注入VHL基因后 , 细胞便恢复正常 , 显示VHL基因或会影响细胞是否出现缺氧反应 。 拉特克利夫其后再进行实验 , 证实VHL基因正是HIF-1α降解反应的关键 。
拉特克利夫和凯林随后继续探究氧分子、VHL与HIF-1α之间的互动 , 并于2001年同时发表研究结果 。 两人发现当氧含量正常时 , 氧分子会变成氢氧根 , 并与HIF-1α结合 。 VHL这时会识别出HIF-1α , 制造降解反应 , HIF-1α因此消失 , 无法促使EPO活动 。 而在缺氧情况下 , 由于氧分子减少 , 因此无法吸引VHL , 使HIF-1α得以跟ARNT结合 , 成为HIF , 进而刺激EPO活动 , 制造更多红血球 。
扩大人类对生物反应认知
大部分疾病的其中一个根源 , 正是细胞无法响应含氧量变化 , 例如癌细胞会干扰人体制造新血管的过程 , 使癌细胞更易繁殖 。 医药界基于塞门萨等人的研究结果 , 研发刺激或阻止细胞缺氧反应的药物 , 例如只要让人体制造更多红血球 , 便有望治愈贫血 。
评审认为 , 3人确立氧气含量对细胞新陈代谢 , 以及其他生理活动的影响 , 大幅扩大人们对生物反应的认知 , 有助革新对抗疾病的策略 , 他们将分享900万瑞典克朗奖金 。
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