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氧氣感知獲諾獎,談“癌”色變將作古?

2019年10月12日來源:經濟日報 作者: 提供人:renshen76......

近幾天諾貝爾獎頒獎,相關消息各種刷屏。要說這里頭跟老百姓的切身利益最相關的,還是醫學獎。本年度的諾獎醫學獎能幫助老百姓解除什么病痛呢?請看看我們前方記者采寫回來的報道。

2019年諾貝爾生理學或醫學獎獲獎原因:發現生物氧氣感知通路

北京時間10月7日,2019年諾貝爾生理學或醫學獎公布。美國科學家威廉·凱林、格雷格·塞門扎以及英國科學家彼得·拉特克利夫共同分享了該項榮譽。

評獎委員會表示,三位科學家的獲獎原因是發現了細胞如何感知和適應不斷變化的氧氣供應,即“生物氧氣感知通路”。

為何氧氣感知研究能得諾貝爾獎?相關生物和醫學界專家認為,這項基礎研究,為很多領域的研究提供了全新的思路與支持,尤其是腫瘤治療。因為這項研究,人類未來可能不會再談“癌”色變。

氧氣感知有華人學者貢獻

眾所周知,動物需要氧氣才能將食物轉化成有用的能量。人們了解氧氣的基礎性重要作用已有數個世紀,但細胞如何適應氧氣水平變化,卻長期不為人知。實際上,本次諾獎背后有一位華人科學家的身影,他就是缺氧誘導因子(HIF-1)發現者王廣良。

“大家都知道氧氣是生命之源,但以前并不知道細胞感受氧氣濃度的分子基礎。動物細胞的基因表達根據其周圍的氧氣濃度而變化。而基因表達的變化會改變細胞的代謝,直至心跳和呼吸等生理現象。”王廣良說。

王廣良在約翰霍普金斯大學的塞門扎實驗室從事博士后研究時的照片。(資料照片)

出生于1963年10月10日的王廣良,于1983年在杭州大學生物系本科畢業,1986年畢業于中科院細胞所,1991年于美國亞利桑那州立大學獲博士學位,1992年-1995年在約翰霍普金斯大學的塞門扎實驗室從事博士后研究,王廣良也是本次獲得諾獎的塞門扎的第一位博士后。

上世紀90年代,王廣良在霍普金斯大學塞門扎教授實驗室做博士后和助理研究員期間發現了缺氧誘導因子HIF-1,之后進行了純化和克隆。此次諾貝爾獎委員會列出了5篇核心論文作為評審依據,其中一篇為1995年《美國科學院院刊》發表的論文,其第一作者便是王廣良(Wang, G.L.)。

王廣良和導師塞門扎的合影。(資料照片)

北京大學基礎醫學院免疫學系副主任王月丹表示,HIF-1的發現,對于研究腫瘤組織中腫瘤細胞耐受缺氧的機制非常重要。

“這一發現解釋了細胞如何在不同氧氣濃度下,對自己的代謝模式進行調節和切換,從而適應低氧或者氧氣正常的環境。這也是一個細胞適應環境變化,而對自身代謝做出相應調節的例子。”王月丹認為,這些發現,也對解釋細胞內一些信號傳導通路和基因調節機制,例如轉錄因子的作用,泛素化調節蛋白降解等機制,提供了證據。

浙江大學醫學部(腫瘤)生物化學教授駱嚴認為,攜氧生理化學上世紀50年代就有深入研究,但對人體如何感知不同氧環境的機理探究仍有欠缺。這份工作解釋了人體細胞是如何感知的。從HIF的功能鑒定,蛋白提純,基因克隆,到機理探究,包括蛋白穩定性的調節等,這是Hard-core生物化學的偉大成就。

腫瘤治療有了新方向

駱嚴認為,氧氣感知之所以重要,因為腫瘤,特別是其內部本質上就是一個乏氧的環境;另外,腫瘤干細胞初步研究也揭示它們處于機體內相對缺氧的部位。如何干預這類“腫瘤微環境”,是腫瘤領域的一個方向,也是避免化療或免疫治療失敗的關鍵步驟。HIF一定在其中起某種作用。

王月丹表示,目前,治療多發性骨髓瘤和淋巴瘤的藥物硼替佐米,就有抑制HIF-1生成的作用,可以說這個通路已經被用于腫瘤治療中。

“對于VHL基因異常的神經血管母細胞瘤的患者,抑制HIF-1,也可能是一個有效的治療措施。”在王月丹看來,未來將有越來越多的藥物會陸續研發出來。但隨之而來的風險是可能存在的副作用,影響正常細胞對氧環境的適應能力。例如,現在的抗癌新藥硼替佐米的不良反應就比較多。

更廣闊的應用前景

除了治療貧血和腫瘤以外,業內專家也看好缺氧調節通路在心梗和腦梗等缺血缺氧性疾病中的應用。

“比如說對于梗死部位的血管再生的促進作用,還有創傷修復,甚至是器官組織的再生和體外重建等等。”王月丹說。

“實際上,包括眼底病(老年黃斑變性、糖尿病視網膜病變、黃斑水腫)、心血管疾病(中風、心肌梗塞、肺源性高血壓),甚至愈傷、再生、免疫等方面,都可能有應用。”王廣良表示,例如,HIF-1抑制劑可能被用于治療老年黃斑退化等眼底病,HIF-1穩定劑可能被用于治療中風、心肌梗塞、間歇性跛行等心血管疾病。

駱嚴認為,生物氧氣感知通路研究可以在運動生理化學方面下一些功夫:人在不同的海拔,腎臟合成HIF的下游基因產物EPO的能力是不一樣的。運動過程中個體如何最優使用氧氣,也是非常講究的。一個理想的狀況,是用不打亂身體穩態的最優方式,來提供人體的用氧產能機制。

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