北京時間10月7日下午，2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎揭曉。獎項授予了美國醫(yī)學(xué)家威廉·凱林(William G.Kaelin，Jr。)、英國醫(yī)學(xué)家彼得·拉特克利夫(Sir Peter J。 Ratcliffe)和美國醫(yī)學(xué)家格雷格·塞門扎(Gregg L.Semenza)，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)了細胞如何感知和適應(yīng)氧氣變化機制”。他們將平分900萬瑞典克朗(約合人民幣650萬元)的獎金。

　　諾貝爾官網(wǎng)介紹稱，氧氣的重要性已毋庸贅言，但細胞如何適應(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)獎獲獎?wù)叩难芯縿t開創(chuàng)性地揭示了生命中最重要的適應(yīng)過程機制之一，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(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)氧氣變化的細胞“開關(guān)”

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

　　頒獎委員會成員、劍橋大學(xué)教授蘭德爾·約翰遜表示，“許多科學(xué)家經(jīng)常用‘教科書式發(fā)現(xiàn)’這個詞，但今天這個真的是教科書式發(fā)現(xiàn)”，三位獲獎人“發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)節(jié)氧氣含量下降時細胞如何適應(yīng)的分子開關(guān)”。

　　據(jù)介紹，這個“開關(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會迅速分解，但當(dāng)氧氣含量下降時，HIF的含量會增加。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，則該基因會被低氧條件誘導(dǎo)表達。

　　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，人體對氧氣含量變化的反應(yīng)涉及從運動到胚胎發(fā)育的所有過程。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》報道，許多生理學(xué)方面的專家對這一獎項表示歡迎，認為這是對生理學(xué)基礎(chǔ)研究的認可。英國生理學(xué)會主席布里吉特·蘭姆稱，“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。諸如此類的尖端生理學(xué)研究正在增進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(dāng)之無愧。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“揭示了細胞感知氧氣含量并響應(yīng)波動的機制，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(jì)90年代首次出現(xiàn)關(guān)于缺氧誘導(dǎo)因子的報道以來，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·格林豪評價稱，今年諾獎對于“了解細胞如何感知和響應(yīng)氧氣含量的變化至關(guān)重要”，同時這“對于血液供應(yīng)受損的相關(guān)疾病具有重大意義，包括實體瘤如乳腺癌、結(jié)腸直腸癌和胰腺癌等”。

　　三人獲獎并不意外

　　事實上，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)獎并不令人意外。據(jù)《衛(wèi)報》報道，早在2016年，這三人就因揭示了“人與動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”之稱的拉斯克基礎(chǔ)醫(yī)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(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驗室。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。凱林教授的實驗室使用各種分子和細胞方法來了解這些蛋白質(zhì)如何從機制上防止腫瘤的生長。2010年，凱林教授當(dāng)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、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。

　　格雷格·塞門扎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)進行了博士后培訓(xùn)，并在那里建立了一個獨立的研究小組。他于1999年成為約翰·霍普金斯大學(xué)的正式教授，2003年起擔(dān)任該校細胞工程研究所血管研究項目的主任。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(shù)字中的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

　　諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎由瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院(Karolinska Institutet)負責(zé)評選，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。

　　截至目前，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)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(xiàn)治療瘧疾的新療法獲獎。

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