发现细胞与氧气“互动”机制，3美英科学家获诺贝尔医学奖

从左至右：格雷格·塞门扎（美）、彼得·拉特克里夫（英）、小威廉·凯林（美）

诺贝尔委员会10月7日宣布，两名美国科学家和一名英国科学家独立“发现细胞如何感知和适应氧气供应”，分享2019年诺贝尔医学奖。

诺贝尔委员会宣布医学奖项现场

诺贝尔委员会秘书托马斯·珀尔曼（Thomas Perlmann）在瑞典斯德哥尔摩的仪式上宣布了这一奖项，以表彰他们在人类细胞如何适应氧气供应方面的工作。

三人分别是：来自美国的小威廉·凯林(William Kaelin Jr)、来自英国的彼得·拉特克里夫爵士(Sir Peter Ratcliffe)和来自美国的格雷格·塞门扎(Gregg Semenza)。

委员会在声明中说，获奖者确定了“调节基因活动以响应不同氧气水平的分子机制……这是生命中最重要的适应过程之一”。委员会解释说，氧气的重要性早已确定，但细胞如何适应其水平的变化仍然是未知的。这些发现为理解“氧气水平如何影响健康和疾病(包括贫血和癌症)的细胞功能”铺平了道路。

三人将分享900万瑞典克朗（约合90万美元）。他们还共同获得了2016年拉斯克基础医学研究奖（Lasker Awardfor basic medical research）。

据悉，在公开宣布之前，珀尔曼通过电话联系到了所有三位获奖者（联系凯林时打错了一个号码），所有人都“真的很高兴”。接电话的塞门扎听起来几乎处于睡眠状态，而凯林激动得“几乎说不出话来”。

凯林1957年出生于纽约，在波士顿的Dana-Farber癌症研究所建立了自己的研究实验室，并于2002年成为哈佛医学院教授。

现年63岁的塞门扎也出生于纽约，1999年成为约翰霍普金斯大学的全职教授，自2003年以来一直担任约翰霍普金斯细胞工程研究所的血管研究项目主任。

拉特克里夫1954年出生于英国兰开夏郡，曾在剑桥大学学习医学，并在牛津大学成立了一个独立的研究小组，1996年成为一名教授。

《科学》系列杂志的主编杰里米·伯格（Jeremy Berg）告诉美媒STAT，获奖者发现的依赖氧气的细胞过程“对于像我们人类这样的耗氧生物体来说是真正的基础”。他说，它们不仅在正常生理中起着关键作用，而且“在癌症中，肿瘤对低氧可获得性的调节可能是一个中心问题”。

细胞感应氧气水平机制示意图

塞门扎和拉特克里夫都研究了促红细胞生成素（EPO）基因以及它是如何受到细胞内氧水平变化调节，发现了与EPO基因相邻的DNA片段影响细胞对缺氧或低氧水平的反应。他们发现了一种被称为缺氧诱导因子（HIF）的蛋白质，它能感知缺氧并触发增加血细胞产生。EPO已成为体育运动中寻求提高成绩的药物，因为运动员寻求增加血液中这种蛋白质的水平，以提高肌肉细胞的氧气输送。

凯林研究发现，VHL蛋白是一种肿瘤抑制因子，其功能障碍或丢失会导致肾癌，它与HIF蛋白结合并令其降解。他还发现，当HIF蛋白带有一个额外的氧和氢原子时，表明细胞是否有足够的感应。

美国冷泉港实验室生物学家Jason Sheltzer告诉STAT，细胞中的氧气感应不仅是“参与新陈代谢和新血细胞生成的核心过程”，而且“在许多肿瘤中也是一个出错的过程”。两位美国获奖科学家对细胞氧传感机制的发现“解释了生物学中的一个基本谜团，它也将引发更多潜在的医学应用”。

“增加HIF的治疗可以帮助贫血患者。相反，HIF在癌症中经常过度活跃，HIF抑制剂可能有助于治疗这些癌症类型。”