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和去年一樣,2019諾獎成果依然瞄準癌癥-鄭州網站建設

夢之網科技?2019-10-07?文章動態?

出品:科普中國

制作:中日精英大學聯合會

監制:中國科學院計算機網絡信息中心

2019年10月7日,三位醫學家因在“理解細胞如何感知并適應氧氣的作用機制方面做出的突出貢獻”,而榮獲2019年諾貝爾生理或醫學獎。

和去年一樣,2019諾獎成果依然瞄準癌癥-鄭州網站建設

來源:https://www.nobelprize.org

通俗地講,他們的發現讓我們更加清楚地明白了在不同氧氣濃度下,人類和其它動物機體一系列生理變化的基本原理。說白了就是,氧氣太少或氧氣太多,也就是缺氧和富氧的時候我們怎么活?

值得一提的是,三位科學家已經于2016年獲得了拉斯克獎的基礎醫學獎,這次喜獲諾獎,更讓拉斯克獎“坐實”了“諾獎風向標”的稱號。

下面,就讓我們對三位科學家的經歷和研究成果做一個簡單的概括。

和去年一樣,2019諾獎成果依然瞄準癌癥-鄭州網站建設

從左往右依次為:Gregg Leonard Semenza Peter John Ratcliffe William George Kaelin(來源:https://www.nobelprize.org)

咱們從左邊開始,第一位獲獎者:格雷格·倫納德·塞門扎(Gregg Leonard Semenza,生于1956年),美國醫學家。他的研究領域專注于生命系統如何利用氧氣和調節需氧量等。

他的團隊發現HIF-1(缺氧誘導因子-1,本質上是一種蛋白質)所調控的基因能夠作用于線粒體呼吸。這種因子能夠指導細胞對缺氧狀況做出特殊反應,還能夠作用于心血管系統,讓它采取措施,從而幫助機體盡快恢復正常。這個精密而復雜的過程表現得更宏觀點,也有些例子,比如當大家去到高海拔氧氣稀缺的地方時,一方面會忍不住大口呼吸,增加氧氣的攝入量,一方面血液會調動更多紅血球,輸送氧氣。而塞門扎完成了一項了不起的工作,從細胞分子的層面理解清楚了這些現象。這一機理目前已經被用于多種針對癌癥治療,貧血等疾病的藥物研發中。

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諾獎官網對于HIF-1因子的機理描述,來源:https://www.nobelprize.org

從純科學研究的角度來說,揭示缺氧誘導因子的機理已經是非常重量級的成就了,它讓我們更加清晰地理解了人體。然而它的意義不僅于此,HIF-1還為臨床醫學帶來了重大的啟示。

在一些與細胞異常增殖有關的疾病,例如癌癥組織中,HIF-1存在過度表達的現象。說白了就是,在癌癥組織的周圍,HIF-1因子表現得極為活躍,甚至可以用機能亢進來形容。

那么,HIF-1和癌癥組織又有什么關系呢?

癌癥組織是一群十惡不赦、欲求未滿的暴徒,它們在體內特定地點瘋狂生長,以至于在很小的區域內就會集中大量的細胞、血管及組織等。對于置身于此處的癌細胞來說,由于細胞生長需要消耗大量的能量和氧,其實腫瘤內部是一種非常缺氧的狀態。為了擺脫缺氧的困擾,癌細胞必須讓腫瘤周邊血管更有活力,新生血管網更加密集,從而盡量擺脫缺氧對于自身生長的限制。因此,在癌細胞的驅使之下,HIF-1拼命發揮效能以便讓癌細胞獲得盡可能多的氧,從而在表觀上造成過度表達的現象。

和去年一樣,2019諾獎成果依然瞄準癌癥-鄭州網站建設

處于形成亢進狀態的小鼠視網膜血管網絡,可以迅速改善局部缺氧,來源:

這給臨床醫學帶來了啟發,在對付癌癥組織的時候,是不是就可以從HIF-1入手,降低癌細胞能獲取到的氧含量了呢?

別著急,這還不是全部的發現。

第二位獲獎者帶著他的成果正在向我們走來。

彼得·約翰·拉特克利夫(Peter John Ratcliffe,生于1954年),英國醫學家、分子生物學家。1972年赴劍橋大學和圣巴多羅買醫院學習醫學,1978年畢業后轉赴牛津,并于1989年建立了自己的新實驗室。

拉特克利夫主要以對缺氧的研究知名。從上世紀80年代開始,他的團隊詳細考察了紅血球生成素的生理作用,這是一種細胞一旦缺氧就會釋放的物質。沿著這個研究方向,他們揭開了一系列細胞用于感知氧氣的分子機制。

在他介入該領域之前,研究人員們對導致缺氧的分子過程所知甚少。

1989年,當時還是一名腎臟專科醫生的拉特克利夫,在實驗室開始進行與紅血球生成素相關的研究。紅血球生成素(Erythropoietin,簡稱EPO),或稱促紅細胞生成素,是一種糖蛋白激素,對紅細胞的產生有決定性的控制作用。有趣的是,這種重要的物質在人體中的主要合成器官,會隨著年齡的變化而變化,在嬰幼兒時期,它主要由肝臟合成,而成年后,它主要由腎臟合成。同時,EPO還參與傷口愈合的過程。

文章關鍵詞
細胞
醫學
癌癥
癌細胞
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