本年首个诺贝尔奖公布,让细胞缺氧来治疗癌症

分类:WEB服务     作者:     发布时间:2019-12-07

诺贝尔委员会发布了本年的诺贝尔生理学或医学奖得主,奖项颁发给来自美、英的三位科学家,以赞誉他们关于细胞是怎样感知并习惯氧气改变的发现。他们分别是来自哈佛医学院达纳-法伯癌症研讨所的William G. Kaelin, Jr.,牛津大学和弗朗西斯·克里克研讨所的Peter J. Ratcliffe,以及美国约翰霍普金斯大学医学院的Gregg L. Semenza。他们将平分900万瑞典克朗的奖金。

本年首个诺贝尔奖发布,让细胞缺氧来医治癌症

▲2019年诺贝尔生理学或医学奖得主|诺奖官网

早在2016年,这三位科学奖就凭仗发现了「人与动物对氧气含量的细胞感知机制」,取得了素有「诺奖风向标」之称的拉斯克医学奖的根底科学研讨奖项。

氧气关于生物体来说无疑是重要的,但关于生物体细胞是怎么习惯氧气凹凸的,人们却所知甚少。而刚刚获奖的三位科学奖,发现了一种要害的因子,然后协助人们更了解生物体应对氧气改变的机制,终究有望为贫血、心血管疾病和肿瘤等多种疾病拓荒新的临床医治途径。

氧气调控的通路

氧气过高,人会中毒;而当氧气过低,人又将窒息而死。但生物体内却有精妙的机制来操控氧气的平衡,比如说,当检测到环境氧气过低,机体便会促进红细胞的生成,确保氧气的供给。学界对机体感应氧气和调控的研讨开端于EPO。当人处于低氧环境下,肾脏就会排泄EPO影响骨髓生成新的红细胞。

那又是什么促进机体排泄EPO?上世纪90年代初,Semenza和Ratcliffe两位教授就着手研讨这个问题。他们发现,假如将HIF的DNA片段安插在其他基因邻近,这些基因在低氧环境下也能具有平衡氧含量的才能。后经发现,这个片段在细胞内调控了一种叫做HIF-1的蛋白质,这种蛋白质由HIF-1α和HIF-1β组成。他们发现,除了EPO,HIF-1在哺乳动物细胞内能够结兼并激活触及代谢调理、血管重生、胚胎发育、免疫和肿瘤等进程的许多其他基因。

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▲机体感应氧气和调控示意图|诺奖官网

但HIF-1只要在低氧环境下才激活其他基因,转到富氧环境下又会被损坏。90年代,Kaelin教授正在研讨名为希佩尔-林道综合征的癌症综合征,他在VHL肿瘤里发现了较多的VEGF基因和EPO。这种肿瘤一般会有许多反常构成的重生血管。1999年后,他和Ratcliffe教授以及更多研讨人员证明,VHL蛋白会结合HIF-1α,并辅导后者降解。而后又发现VHL和HIF-1α的结合区域有一个脯氨酸,假如移除它,HIF-1α在富氧状态下也不会被降解。也就是说,脯氨酸是HIF-1α进行调控的要害。

为医治供给新思路

这项研讨成果除了描绘了一个生理进程,还能协助生物体更习惯地球上不同海拔的栖居地,更要害的,它还能为医学研讨人员供给一条新的思路。当人们理解了生物体感知氧气和调控的通路,就能经过操控其间的变量辅佐医治。

比如说,VHL综合征典型的由不适当的新血管组成,那人们能够研讨假如经过降解HIF-1α来封闭生成红细胞和新血管的「开关」。已然能封闭,也能翻开,假如能调控这条通路,人们也能促进红细胞和生成,并经过搅扰HIF-1α来促进血管生成以医治贫血和循环不畅。

西英格兰大学研讨癌症生物学的Alex Greenhough博士表明,「三位科学家的研讨对以血液供给受损为特征的疾病具有重大意义,这些疾病包含乳腺癌、结肠直肠癌和胰腺癌。」

别的,据《卫报》报导,这一发现现已产生了或许医治贫血的药物。这种药物经过欺哄人的身体,让人误以为自己身处高海拔继而生成更多携氧红细胞。诺贝尔奖委员会则表明,实验室和制药公司正在尽力开发药物,这些药物能够激活或阻断用于医治疾病的氧气感应机制。

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▲Ratcliffe教授|诺奖官推截图

根据这项发现的研讨正在紧锣密鼓,而科学家好像也没计划停下他们的脚步。Ratcliffe教授在得知自己取得诺奖时正在桌前忙着他的EU Synergy Grant研讨基金请求。

获奖者生平简介:

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▲Gregg L. Semenza教授|harberler

Gregg L. Semenza,约翰霍普金斯大学教授,1956年出生在出名的纽约,本科在哈佛大学学习遗传学,博士结业后到约翰霍普金斯大学做博士后,之后成为了该校的教授。2008年,Semenza成为了美国国家科学院院士。主攻方向是儿科、放射肿瘤学、生物化学、医学和肿瘤学。Semenza因HIF-1蛋白的发现而出名,他的Google Scholar引证数挨近14万。

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▲Peter J. Ratcliffe爵士|维基百科

Sir Peter J. Ratcliffe,英国牛津大学教授,生于1954年5月14日。Ratcliffe先肄业于剑桥大学,1978年结业后开端在牛津大学打开低氧方面研讨。自2004年以来一向担任牛津大学Nuffield临床医学系主任。2014年还因供给临床医学服务而取得英国年度荣誉骑士勋章。

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▲William G. Kaelin教授|WFLA

William G. Kaelin,美国癌症学家、哈佛医学院教授。生于1957年,1982年在杜克大学读完了医学博士,博士结业十年后就有了自己名下的实验室。现在,Kaelin实验室首要研讨方向为抑癌蛋白的功用,包含视网膜母细胞瘤蛋白、肿瘤按捺因子pVHL等,运用多种分子和细胞办法了解这些蛋白怎么阻挠肿瘤成长。这项研讨工作的一个长时间方针是为开发新的抗癌战略奠定根底。2010年,Kaelin成为了美国国家科学院院士。