生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

獲獎原因：

瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院10月7日宣布，將2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國科學(xué)家威廉·凱林、格雷格·塞門扎以及英國科學(xué)家彼得·拉特克利夫，以表彰他們在“發(fā)現(xiàn)細胞如何感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)”方面所做出的貢獻。

評獎委員會說，動物需要氧氣才能將食物轉(zhuǎn)化成有用的能量，人們了解氧氣的基礎(chǔ)性重要作用已有數(shù)個世紀(jì)，但細胞如何適應(yīng)氧氣水平變化長期不為人知。今年的三名獲獎科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“細胞如何感知和適應(yīng)不斷變化的氧氣供應(yīng)”，并確認了“能夠調(diào)節(jié)基因活性以適應(yīng)不同氧氣水平的分子機制”。他們開創(chuàng)性的研究成果“揭示了生命中一個最基本的適應(yīng)性過程的機制”，為我們理解氧氣水平如何影響細胞新陳代謝和生理功能奠定了基礎(chǔ)。

評獎委員會強調(diào)，今年的獲獎成果為人類開發(fā)出“有望對抗貧血、癌癥以及許多其他疾病的新策略鋪平了道路”。并稱此發(fā)現(xiàn)為是一個“真正教科書級別的發(fā)現(xiàn)”。

獲獎人簡介：

威廉·凱林（WilliamG. Kaelin，Jr.），1957年出生于紐約，取得了杜克大學(xué)的博士學(xué)位，WilliamKaelin，Jr在約翰霍普金斯大學(xué)和達納-法伯癌癥研究所接受了內(nèi)科和腫瘤學(xué)的?？婆嘤?xùn)，同時在達納-法伯癌癥研究所建立了自己的實驗室，并與2002年正式成為哈佛醫(yī)學(xué)院的教授，從1998年開始，就已經(jīng)成為了霍華德休斯頓醫(yī)學(xué)院的研究員。

格雷格·塞門扎（GreggL. Semenza），1956年出生于紐約，其獲得了哈佛大學(xué)的學(xué)士學(xué)位，并于1984年獲得了賓夕法尼亞大學(xué)費城醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，同時在杜克大學(xué)接受了兒科專家的培訓(xùn)，并在約翰霍普金斯大學(xué)進行了博士后研究，建立了自己的研究團隊，1999年GreggL.Semenza成為了約翰霍普金斯大學(xué)的教授，從2003年開始擔(dān)任約翰霍普金細胞工程研究所血管研究計劃小組的主任。

彼得·拉特克利夫（SirPeterJ.Ratcliffe），1954年出生于英國蘭開夏郡，曾在劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，并在牛津大學(xué)接受了腎病學(xué)的專業(yè)培訓(xùn)，同時在牛津大學(xué)建立了自己獨立的研究小組，并于1996年成為教授，目前SirPeterJ.Ratcliffe是FrancisCrick研究所的臨床研究主任、牛津Target發(fā)現(xiàn)研究所的主任，以及路德維希癌癥研究所的研究成員。

北京時間10月7日下午17：30，2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎揭曉，來自英美的三位科學(xué)家因揭示細胞感知和適應(yīng)氧氣供應(yīng)的機制而獲得此獎。

動物需要氧氣來將食物轉(zhuǎn)化成為可用的能量，幾個世紀(jì)以來，科學(xué)家們已經(jīng)非常了解氧氣的重要性了，但細胞如何適應(yīng)氧氣水平的改變，研究人員一直并不清楚。今年獲獎的三位科學(xué)家通過研究揭示了細胞如何感知并適應(yīng)氧氣供應(yīng)的變化，他們鑒別出了一種特殊的分子機制，其能調(diào)節(jié)基因的活性來響應(yīng)不同水平的氧氣。今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主的重大研究發(fā)現(xiàn)揭示了生命中最重要的適應(yīng)性過程之一其中的機制，其能為我們理解氧氣水平影響細胞代謝和生理學(xué)功能奠定一定的基礎(chǔ)，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)或有望幫助開發(fā)治療貧血、癌癥和多種人類疾病的新型策略。

氧氣：永遠的舞臺中央

氧氣的分子式是O2，占地球大氣的五分之一，氧氣還是動物生命所必須的成分，能被存在于幾乎所有動物細胞線粒體中所利用，以便于將食物轉(zhuǎn)化為有用的能量，1931年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主OttoWarburg曾揭示了食物轉(zhuǎn)化為能量的過程其實是一個酶催化的過程。

在進化過程中，機體會產(chǎn)生一種特殊機制來確保組織和細胞能得到足夠的氧氣供應(yīng)，頸動脈體與頸兩側(cè)的大血管相鄰，其含有特殊的細胞，能夠感知血液中氧氣的水平。

1938年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予CorneilleHeymans，以表彰其揭示通過頸動脈體的血氧感應(yīng)是如何通過與大腦的直接交流來控制機體呼吸頻率的。

HIF進入到了場景中

除了頸動脈體快速適應(yīng)低氧水平（缺氧）外，機體中還存在其它基本達到生理學(xué)適應(yīng)過程，缺氧的一個關(guān)鍵生理學(xué)反應(yīng)就是促紅細胞生成素（EPO）水平的上升，其能夠增加機體紅細胞的產(chǎn)生，激素控制的紅細胞產(chǎn)生的重要性早在20世紀(jì)初期就廣泛人們所知，但這一過程本身是如何被氧氣所控制的，目前仍然是一個謎題。

研究者GreggSemenza就對EPO基因進行了研究，同時揭示了EPO基因是如何被不斷改變的氧氣水平所調(diào)節(jié)的，并通過使用基因修飾小鼠進行研究。

研究者發(fā)現(xiàn)，位于EPO基因附近的特殊DNA片段能夠介導(dǎo)機體對缺氧的反應(yīng)；研究者SirPeterRatcliffe則對EPO基因的氧氣依賴性調(diào)節(jié)進行了研究。

研究人員發(fā)現(xiàn)，幾乎所有組織中都存在氧氣感應(yīng)機制，并不僅僅是在正常產(chǎn)生EPO的腎臟細胞中，這些研究發(fā)現(xiàn)也指出，這種機制是非常普遍的，而且在很多不同類型的細胞中都能發(fā)揮作用。

研究者Semenza希望能夠鑒別出介導(dǎo)這種反應(yīng)的細胞組分，當(dāng)其對培養(yǎng)中的肝臟細胞進行研究時，他發(fā)現(xiàn)了一種特殊蛋白復(fù)合體，它能以一種氧氣依賴性的方式與所鑒別出的DNA片段相結(jié)合，研究者將這種復(fù)合體稱之為缺氧誘導(dǎo)因子（HIF，hypoxia-induciblefactor）。

1995年Semenza開始了對HIF復(fù)合體的廣泛研究，同時其研究團隊也發(fā)表了一些重要的研究成果，包括鑒別出了編碼HIF的基因等，HIF由兩種不同的DNA結(jié)合蛋白組成，即所謂的轉(zhuǎn)錄因子，如今叫做HIF-α和ARNT，如今研究人員可以開始解開這個難題了。（編輯/高緯時）