"氧感知通路"获本年生理学或医学诺奖，其实这一发现在医学上已有不少使用，例如经过堵截通路来阻挠癌安排中新血管的生成。
撰文 丁林
修改 下雪
2019年诺贝尔生理学或医学奖今日揭晓，美国哈佛大学医学院教授William G. Kaelin Jr.、英国牛津大学教授Peter J. Ratcliffe爵士、美国约翰霍普金斯大学教授Gregg L. Semenza因发现"氧感知通路"而获奖。
2019年诺贝尔生理学或医学奖发布现场（来历：AFP）
简略总结一下，这三位诺奖取得者探究的范畴，是一个好像没必要多想的生理功能："呼吸"。包含人类在内的多细胞生物经过杂乱的呼吸与循环系统，保证细胞取得连绵不断的氧气供给。关于呼吸生理机制的研讨实际上现已连续多个世纪，还发生出多个诺奖。
例如，1938年的诺奖取得者发现，颈部动脉有种特化的细胞，可以感知血液中氧气浓度来调理呼吸。（来历于网络）
今日获奖的三位科学家发现，在单个细胞的层面，氧气的供给也能被感知并呼应。
"这些研讨为咱们了解氧气水平怎么影响细胞代谢和生理功能奠定了根底。"诺奖委员会在新闻发布会中如此介绍。诺奖委员会还指出，细胞习惯不同氧气浓度的机制，是杂乱动物降服地球各个旮旯的要害。
"氧感知通路"在各种大型动物中都存在
"无心插柳"发现了氧感知通路
在氧气匮乏的区域（比方高原环境），人体内的红细胞生成素（erythropoietin，EPO）水平会上升，并使体内红细胞数量添加，添加氧气的供给。
上世纪90年代，Semenza和Rafcliffe研讨了EPO基因和它被氧气调控的详细机制。他们发现，与EPO基因相邻的DNA序列可以影响细胞在缺氧环境时的反响，而这些序列遭到"缺氧诱导因子"（HIF）蛋白的调控。
另一方面，Kaelin则在研讨导致癌症危险添加的"von Hippel-Lindau综合征"时，发现一种肿瘤按捺因子VHL可以结合HIF蛋白，并致其降解。当VHL基因出现异常时，机体对低氧环境的反响就会出现异常。
Kaelin在2017年曾为《天然》撰文，感叹10余年前的一些文章，假如放在今日或许都无法宣布。他写道："其间一篇……现在或许被批评没有包含清楚的机制和动物试验（而被拒收）。"
正因为这几位科学家的团队各自完成了拼图的一部分，终究咱们看到了"氧感应通路"的全景：
(来历：nobelprize.org)
在氧气浓度正常时， HIF-1蛋白的亚基会被羟基化，羟基化的蛋白被VHL辨认并结合，随后敏捷降解。HIF蛋白可以说是"轻轻地来"又"轻轻地走"了。
但在氧气浓度较低时，该复合体不会降解——它进入细胞核之后，会结合特定的DNA序列（HRE），然后调控许多基因的活性，激活机体对低氧环境的呼应。
氧感知通路的医学使用
氧气的重要性显而易见，包含人类在内的绝大部分动物都离不开氧气，但氧气也不总是越多越好——上世纪的医院里，许多早产婴儿被安顿在高压氧舱中。在他们被移出高氧环境时，氧气浓度下降导致了视网膜中细微血管的敏捷成长。这些血管十分软弱，其决裂常常导致婴儿失明。
早产儿视网膜病的示意图（来历于网络）
氧感知通路的发现，协助科学家更好地了解了这类疾病的发作机制。
细胞的缺氧不只由环境缺氧形成，有时也或许是因为疾病（例如癌症、血管阻塞或失血），或许生理原因（如剧烈运动）导致。因而，氧感知机制研讨的逐步深化，或许带来许多有潜力的医学使用。现在，科学家现已发现超越300多个基因对环境氧气浓度灵敏。除了EPO之外，还有操控血管生成的水管内皮成长因子（VEGF）基因等。对这些下流通路的进一步研讨，是科学家们未来的尽力方向。
一方面，某些疗法可以协助贫血患者，或许在心血管阻塞问题的患者体内生成更多新的血管；
长距离跑运动员打针EPO可添加耐力，但这种做法是被清晰制止的（来历于网络）
另一方面，按捺HIF的药物则可以协助医治某些癌症——癌症安排的敏捷成长会导致部分的血液供给缺乏，此刻HIF蛋白将激活一系列习惯机制，让癌安排持续存活下去。阻断这些通路，有望阻挠癌安排中新血管的生成。
（图片来历：CellPress）
三位获奖者的研讨，实际上现已催生出一些试验性的贫血医治药物，这些药物经过让身体"认为"自己在高原地带，然后发生更多的红细胞。其间一种现已在我国获批上市，例如用于医治缓慢肾病所造成的贫血的罗沙司他胶囊。
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