北京時(shí)間10月7日,2019諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果揭曉。諾貝爾委員會(huì)宣布,將此獎(jiǎng)項(xiàng)頒發(fā)給小威廉·G·凱林教授、彼得·J·拉特克利夫教授以及格雷格·塞門扎教授,以表彰3人對(duì)生物氧氣感知通路的研究。
這個(gè)研究,關(guān)乎人體對(duì)于氧氣的需求,缺乏氧氣,會(huì)窒息;氧氣過(guò)多,又會(huì)中毒。為此,人體演化出了諸多精妙的機(jī)制,來(lái)控制體內(nèi)氧氣的平衡。
上世紀(jì)90年代,塞門扎教授和拉特克利夫教授開始研究缺氧如何會(huì)引起促紅細(xì)胞生成素(EPO),結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不僅會(huì)隨著氧濃度改變而發(fā)生相應(yīng)改變、還可以控制EPO表達(dá)水平的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)因子,就是HIF。3位科學(xué)家發(fā)現(xiàn):當(dāng)氧氣含量較高時(shí),細(xì)胞內(nèi)含有非常少的HIF-1α(缺氧誘導(dǎo)因子)。然而,當(dāng)氧氣含量低時(shí),HIF-1α的含量就會(huì)增加,它可以結(jié)合并調(diào)節(jié)促紅細(xì)胞生成素基因,以及其他含有HIF結(jié)合片段的基因。
EPO(促紅細(xì)胞生成素),是肝腎分泌的一種糖蛋白激素,可以刺激紅細(xì)胞的生成,讓人可以對(duì)抗一定程度的缺氧。EPO可以治療貧血,與運(yùn)動(dòng)員也有關(guān)聯(lián),因?yàn)樗鼘?duì)耐力的提升至關(guān)重要。一位職業(yè)運(yùn)動(dòng)員說(shuō),小時(shí)候曾在不知情的情況下以“肌肉營(yíng)養(yǎng)藥”的名義被教練注射過(guò)EPO,那段時(shí)間,他的耐力項(xiàng)目成績(jī)突飛猛進(jìn),“感覺(jué)不到累,覺(jué)得自己的耐力無(wú)窮無(wú)盡,可以隨意跟著別的運(yùn)動(dòng)員跑,想什么時(shí)候超他們都行?!?/p>
所以,反興奮劑組織早在上世紀(jì)90年代初就把EPO列為了禁藥,但直到2000年,靠譜的EPO檢測(cè)方法才出現(xiàn)。2012年,美國(guó)反禁藥組織指控曾經(jīng)的自行車之神蘭斯·阿姆斯特朗長(zhǎng)期使用EPO,他的整個(gè)奇跡職業(yè)生涯都離不開EPO,包括1999年至2005年之間連續(xù)7屆環(huán)法冠軍。而阿姆斯特朗用一種與他神跡時(shí)代截然不同的方式承認(rèn)了這些指控,在全球最火的真人秀上認(rèn)罪。
科普作家、北京大學(xué)藥學(xué)院客座教授李治中解釋,“氧氣感知通路,其實(shí)說(shuō)的就是我們?nèi)梭w的每個(gè)細(xì)胞,能夠感知它生活的環(huán)境中有多少氧氣。細(xì)胞感知氧氣濃度對(duì)各種正常的生理活動(dòng),比如胚胎發(fā)育、鍛煉身體都有非常密切的關(guān)系。如果沒(méi)有這個(gè)氧氣感知通路,細(xì)胞就不能對(duì)很多行為,包括外界和內(nèi)部的環(huán)境有明確的感知,從而做出調(diào)整,它對(duì)我們的生活非常的重要?!北热缭谝恍┌┘?xì)胞或者在胚胎發(fā)育過(guò)程中,這些細(xì)胞因?yàn)樯L(zhǎng)比較迅速,會(huì)出現(xiàn)缺氧狀態(tài),從而激活感知信號(hào)通路,“通路就會(huì)做出調(diào)整措施,包括讓細(xì)胞分泌一些因子來(lái)促使新血管的生成,獲得氧氣;另外也會(huì)促使細(xì)胞能夠堅(jiān)持活下來(lái)。如果沒(méi)有這個(gè)信號(hào)通路,一旦缺氧,細(xì)胞就有可能死亡,或者進(jìn)入一種完全不生長(zhǎng)的不健康的狀態(tài)。不管是正常生理還是疾病,這種信號(hào)通路對(duì)于細(xì)胞是非常重要的?!?對(duì)于氧氣感知通路有很多有意思的研究,比如運(yùn)動(dòng)員在高海拔低氧的情況下訓(xùn)練,會(huì)一定程度上激活該信號(hào)通路,讓身體產(chǎn)生一定的適應(yīng)性,提高各方面對(duì)于氧氣的反應(yīng)。這個(gè)通路通常情況下是應(yīng)激性的、短期的通路。李治中表示,“從長(zhǎng)期適應(yīng)來(lái)看,比如西藏人在這條信號(hào)通路上出現(xiàn)了一個(gè)基因突變,讓他們?cè)诘脱醐h(huán)境下生活相比平原的人生活得更好?!?/p>
談及藥物方面的應(yīng)用,李治中表示,“目前有好幾個(gè)大的藥廠、小的生物技術(shù)公司都在開發(fā)針對(duì)這個(gè)通路的藥物,走在最前面的是針對(duì)腎癌開發(fā)了這個(gè)通路的藥物。它的難點(diǎn)在于找到什么樣的癌細(xì)胞或者什么樣的疾病,對(duì)于這個(gè)信號(hào)通路特別敏感,一旦用相關(guān)藥物干預(yù)就能產(chǎn)生效果。目前看來(lái),腎癌治療可能是最先被應(yīng)用的領(lǐng)域?!?/p>
(綜合《錢江晚報(bào)》10.8、《21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道》)