北京時(shí)間10月7日下午，2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)揭曉。獎(jiǎng)項(xiàng)授予了美國(guó)醫(yī)學(xué)家威廉·凱林(William G.Kaelin，Jr。)、英國(guó)醫(yī)學(xué)家彼得·拉特克利夫(Sir Peter J。 Ratcliffe)和美國(guó)醫(yī)學(xué)家格雷格·塞門扎(Gregg L.Semenza)，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞如何感知和適應(yīng)氧氣變化機(jī)制”。他們將平分900萬(wàn)瑞典克朗(約合人民幣650萬(wàn)元)的獎(jiǎng)金。

　　諾貝爾官網(wǎng)介紹稱，氧氣的重要性已毋庸贅言，但細(xì)胞如何適應(yīng)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(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯縿t開(kāi)創(chuàng)性地揭示了生命中最重要的適應(yīng)過(guò)程機(jī)制之一，幫助人們理解氧氣含量如何影響細(xì)胞代謝和生理功能奠定了基礎(chǔ)。這一發(fā)現(xiàn)也為抗擊貧血、癌癥和其他疾病的新策略鋪平了道路。

　　適應(yīng)氧氣變化的細(xì)胞“開(kāi)關(guān)”

　　英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》稱，這項(xiàng)研究的核心在于身體對(duì)低氧環(huán)境的反應(yīng)。當(dāng)人體處于缺氧狀態(tài)時(shí)，促紅細(xì)胞生成素(Erythropoietin，EPO)就會(huì)增加，刺激骨髓生成新的紅細(xì)胞，而紅細(xì)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(yīng)呢?這就是今年的諾獎(jiǎng)得主們想要回答的問(wèn)題。

　　頒獎(jiǎng)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‘教科書式發(fā)現(xiàn)’這個(gè)詞，但今天這個(gè)真的是教科書式發(fā)現(xiàn)”，三位獲獎(jiǎng)人“發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)節(jié)氧氣含量下降時(shí)細(xì)胞如何適應(yīng)的分子開(kāi)關(guān)”。

　　據(jù)介紹，這個(gè)“開(kāi)關(guān)”就是一種被稱為缺氧誘導(dǎo)因子(Hypoxia-inducible factors，HIF)的蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)，在正常的氧氣條件下HIF會(huì)迅速分解，但當(dāng)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(dá)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(dǎo)表達(dá)。

　　許多生理學(xué)專家表示歡迎

　　這一發(fā)現(xiàn)的影響是非常廣泛的。據(jù)介紹，人體對(duì)氧氣含量變化的反應(yīng)涉及從運(yùn)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(yán)重的貧血癥。

　　據(jù)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道，許多生理學(xué)方面的專家對(duì)這一獎(jiǎng)項(xiàng)表示歡迎，認(rèn)為這是對(duì)生理學(xué)基礎(chǔ)研究的認(rèn)可。英國(guó)生理學(xué)會(huì)主席布里吉特·蘭姆稱，“今年的諾貝爾獎(jiǎng)將生理學(xué)放在了首要的、核心的位置，這是對(duì)生理學(xué)家重要研究的認(rèn)可。諸如此類的尖端生理學(xué)研究正在增進(jìn)我們對(duì)身體運(yùn)作機(jī)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(jiǎng)當(dāng)之無(wú)愧。莫里介紹稱，“氧氣是生命的基礎(chǔ)，它允許線粒體從所攝入的食物中提取能量”，三人的研究“揭示了細(xì)胞感知氧氣含量并響應(yīng)波動(dòng)的機(jī)制，從而增強(qiáng)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(jì)90年代首次出現(xiàn)關(guān)于缺氧誘導(dǎo)因子的報(bào)道以來(lái)，人們就意識(shí)到它們?cè)谌粘Ｉ钪械闹匾裕?ldquo;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(tuán)隊(duì)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(píng)價(jià)稱，今年諾獎(jiǎng)對(duì)于“了解細(xì)胞如何感知和響應(yīng)氧氣含量的變化至關(guān)重要”，同時(shí)這“對(duì)于血液供應(yīng)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(jié)腸直腸癌和胰腺癌等”。

　　三人獲獎(jiǎng)并不意外

　　事實(shí)上，凱林、拉特克利夫和塞門扎三人獲得今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)并不令人意外。據(jù)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道，早在2016年，這三人就因揭示了“人與動(dòng)物對(duì)氧氣含量的細(xì)胞感知機(jī)制”而獲得了素有“美國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)”之稱的拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)(Albert Lasker Basic Medical Research Award)。

　　威廉·凱林1957年11月23日出生于美國(guó)紐約，目前是哈佛醫(yī)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(yī)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(nèi)科學(xué)和腫瘤學(xué)的專業(yè)培訓(xùn)，并在丹納-法貝爾癌癥研究所建立了自己的實(shí)驗(yàn)室。2002年，凱林成為哈佛醫(yī)學(xué)院正式教授。此外，他自1998年起就一直擔(dān)任霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院的研究人員。據(jù)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(xì)胞瘤蛋白(pRB)、馮·希珀?duì)?middot;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(yàn)室使用各種分子和細(xì)胞方法來(lái)了解這些蛋白質(zhì)如何從機(jī)制上防止腫瘤的生長(zhǎng)。2010年，凱林教授當(dāng)選為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士。

　　彼得·拉特克利夫1954年5月14日生于英國(guó)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(xí)醫(yī)學(xué)，并在牛津大學(xué)接受了腎臟病學(xué)專業(yè)培訓(xùn)。拉特克利夫還是英國(guó)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(biāo)發(fā)現(xiàn)研究所所長(zhǎng)、路德維希癌癥研究所成員。據(jù)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(hào)的生物學(xué)作用。這項(xiàng)工作既專注于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(yīng)的相關(guān)酶。它旨在將這些生化途徑與生理控制以及人類疾病(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·塞門扎1956年7月1日出生于美國(guó)紐約，目前是約翰·霍普金斯大學(xué)教授。塞門扎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(yī)學(xué)院獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，并在杜克大學(xué)接受培訓(xùn)成為一名兒科專家。塞門扎在約翰·霍普金斯大學(xué)進(jìn)行了博士后培訓(xùn)，并在那里建立了一個(gè)獨(dú)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(dān)任該校細(xì)胞工程研究所血管研究項(xiàng)目的主任。據(jù)約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院官網(wǎng)介紹，塞門扎教授目前的研究包括基因和干細(xì)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(hù)心臟免于缺血再灌注損傷等。

　　■ 背景

　　數(shù)字中的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

　　諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)由瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院(Karolinska Institutet)負(fù)責(zé)評(píng)選，1901年首次頒發(fā)，至今已頒發(fā)110次。其中，一戰(zhàn)、二戰(zhàn)期間的1915-1918、1921、1925、1940-1942這9年未頒獎(jiǎng)。

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

　　諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)最年輕的獲獎(jiǎng)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(xiàn)胰島素獲獎(jiǎng)。最年長(zhǎng)的獲獎(jiǎng)人為87歲的美國(guó)生物學(xué)家裴頓·勞斯，他于1966年因發(fā)現(xiàn)前列腺癌的激素療法獲獎(jiǎng)。
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