善婆家
导语：
年诺贝尔生理学或医学奖深度解读！
揭示细胞感知和适应氧气供应的机制。
动物需要氧气来将食物转化成为可用的能量，几个世纪以来，科学家们已经非常了解氧气的重要性了，但细胞如何适应氧气水平的改变，研究人员一直并不清楚。
研究者WilliamG.KaelinJr.，SirPeterJ.Ratcliffe和GreggL.Semenza通过研究揭示了细胞如何感知并适应氧气供应的变化，他们鉴别出了一种特殊的分子机制，其能调节基因的活性来响应不同水平的氧气。
今年诺贝尔生理学或医学奖得主的重大研究发现揭示了生命中最重要的适应性过程之一其中的机制，其能为我们理解氧气水平影响细胞代谢和生理学功能奠定一定的基础，相关研究发现或有望帮助开发治疗贫血、癌症、黄斑退行性病变、中风、心梗和多种人类疾病的新型策略。
简单来说，理解细胞在分子水平上感受氧气的基本原理，对深入理解肿瘤或是癌症的发生十分重要，另外低氧和许多疾病有关，例如心肌梗死、中风和外周血管疾病等。
低氧是导致人类患病的一类重要因素，包括癌症、心脏病、中风和血管疾病。
首个诺贝尔奖揭晓！氧气如何决定我们的命运？揭秘血与氧关系，抗击肿瘤和癌症年诺贝尔生理学或医学奖深度解读！
年诺贝尔生理学或医学奖，表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。
评奖委员认为，氧气对于动物生命至关重要。
拉特克利夫和塞门扎发现了关键的缺氧诱导因子，它不仅可以随着氧气浓度改变发生相应改变，还能调控“促红细胞生成素”表达水平，刺激骨髓生成更多红细胞以运送氧气。
而凯林的研究则解释了当氧气浓度上升时，体内缺氧诱导因子数量急剧下降的具体机制。
据了解，这一研究不仅具有基础科研价值，还有望带来疾病新疗法。
比如，调控缺氧诱导因子通路将有助于治疗贫血；
而降解促红细胞生成素相关蛋白则有可能抑制血管生成，从而有助对抗需要新生血管供养的恶性肿瘤。
对贫血、癌症、中风、心梗、心脑血管疾病等疾病的治疗可能也会因此受益。
"北京时间年10月7日下午5点30分，年诺贝尔生理学或医学奖公布，获得者有三位，他们分别是来自哈佛医学院达纳-法伯癌症研究所的威廉·凯林（WilliamG.Kaelin,Jr.），牛津大学和弗朗西斯·克里克研究所的彼得·拉特克利夫（PeterJ.Ratcliffe）以及美国约翰霍普金斯大学医学院的格雷格·塞门扎（GreggL.Semenza），以表彰他们发现了细胞如何感知以及对氧气供应的适应性。他们将共同分享万克朗（约合人民币万元）的奖金。
来源：21世纪经济报道（ID：jjbd21）综合自科普中央厨房、科技日报、量子位（ID：QbitAI）、知道分子（ID：The-Intellectual）、丁香园、中纪委网站、中国基金报、世界科技创新论坛等
获奖者
GreggL.Semenz(美国约翰霍普金斯大学)SirPeterJ.Ratcliffe(英国牛津大学)WilliamG.Kaelin,Jr.(美国哈佛大学)
获奖原因
他们发现了细胞如何感知和适应氧气供应。
我们知道，氧气对于人类动物的重要性，天天呼吸，却常不经意间忽略它的存在。
这次的诺贝尔生理学或医学奖给了这三位大神，就是因为他们的研究解释了为什么对人类以及绝大多数动物而言，氧气是那么的重要。
简单来说，理解细胞在分子水平上感受氧气的基本原理，对深入理解肿瘤或是癌症的发生十分重要，另外低氧和许多疾病有关，例如心肌梗死、中风和外周血管疾病等。
诺贝尔生理学或医学奖在众多基础医学研究中，人体内部的氧气调节机制一直是重点，尽管呼吸氧气是每个人都习以为常的事情，但人的细胞和组织究竟如何调节和适应氧气水平的变化，直至这三位科学家的研究，我们才得以一窥一二。
瑞典卡罗琳医学院7日宣布，将年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎以及英国科学家彼得·拉特克利夫，以表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。评奖委员会说，动物需要氧气才能将食物转化成有用的能量，人们了解氧气的基础性重要作用已有数个世纪，但细胞如何适应氧气水平变化长期不为人知。今年的三名获奖科学家发现了“细胞如何感知和适应不断变化的氧气供应”，并确认了“能够调节基因活性以适应不同氧气水平的分子机制”。他们开创性的研究成果“揭示了生命中一个最基本的适应性过程的机制”，为我们理解氧气水平如何影响细胞新陈代谢和生理功能奠定了基础。评奖委员会强调，今年的获奖成果为人类开发出“有望对抗贫血、癌症以及许多其他疾病的新策略铺平了道路”。治疗癌症从此有了新方案？
我们知道，氧气对于人类动物的重要性，天天呼吸，却常不经意间忽略它的存在。几个世纪前，人类就已经了解氧气的基本属性，但对细胞如何适应氧气变化并不清楚。
动物需要氧气才能将食物转化为有用的能量。多年来人们已经了解了氧气的重要性，但细胞如何适应氧气水平的变化却一直不为人知。
小威廉·凯林（WilliamG.KaelinJr.），彼得·J·拉特克利夫爵士（SirPeterJ.Ratcliffe）和格雷格·L·塞门扎（GreggL.Semenza）发现了细胞在氧气水平不断变化的情况下的感知和适应机制。并且发现了可以调节基因活性从而应对这一状况的分子机器。
今年的诺贝尔奖获得者的开创性发现揭示了生命中最重要的适应过程的机制。他们为我们理解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。他们的发现也为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。
氧感机制是治疗许多疾病的核心，今年的这项发现对人体生理机能具有重要贡献，并有望对治疗贫血、癌症和其他疾病提供新的解决方案。
简单来说，理解细胞在分子水平上感受氧气的基本原理，对深入理解肿瘤或是癌症的发生十分重要，另外低氧和许多疾病有关，例如心肌梗死、中风和外周血管疾病等。
人物简介
小威廉·G·凯林
三个获奖者之一的美国学者小威廉·G·凯林（WilliamG.KaelinJr）在听说获奖消息时，心中是怎样的感受。要知道，几十年前，他曾一度走在放弃科研的边缘。
小威廉·G·凯林（WilliamG.Kaelin，Jr.）年出生于纽约，在达勒姆杜克大学获医学博士学位，在约翰霍普金斯大学和达纳-法伯癌症研究所接受内科和肿瘤学专业培训。他在达纳-法伯癌症研究所建立了自己的研究实验室，并于年成为哈佛医学院的正式教授。自年以来，一直是霍华德·休斯医学院的研究人员。年，凯林成为了美国国家科学院院士。
尽管以学霸级的表现在杜克大学获得数学与化学的学位，威廉对实验室的工作却没有太多好感。“实验室给我的感觉很糟糕，”威廉说：“所以当时我认为做医生才是正确的选择。”
医院经历了短暂的实习后，威廉来到了丹娜·法伯癌症研究所，开始接受临床肿瘤学的训练。然而为了达到毕业要求，威廉不得不进行两年的基础研究。就这样，他阴差阳错地回到了实验室。
如果你以为威廉就此爱上了科研工作，那可就大错特错了。事实上，这次实验室之旅堪称“灾难”。在威廉开始工作后不到4个月，实验室就关门大吉。“我的人生中充满了这样那样的迹象，告诉我实验室的科研生活不适合我”，威廉在事后回忆说。
在迷惘与困境中，大卫·利文斯顿（DavidLivingston）教授向威廉伸出了援手，将他纳入实验室。利文斯顿教授是视网膜母细胞瘤研究的先驱之一，在阐明这种癌症的机理上极有造诣。在利文斯顿教授的实验室中，威廉分离出了E2F蛋白，并发现它能够结合DNA，促进细胞增殖。在通常的情况下，E2F会被抑癌蛋白RB抑制，从而防止细胞过度分裂。然而当RB蛋白出现突变时，细胞就会不受控制地分裂，导致视网膜母细胞瘤的诞生。
这段意外的经历彻底改变了威廉的职业规划。在能同时接触癌症患者和一线癌症研究的情况下，威廉认识到“对这些患者来说，最终的希望还是来自对癌症分子机制的精准理解，以及由这些知识转化成的有效疗法。”
在年，威廉开设了属于自己的实验室。在寻找潜在的科研项目中，他了解到了一种叫做希佩尔-林道综合征（vonHippel-Lindaudisease）的遗传疾病。这种疾病的患者会在肾脏，肾上腺、胰腺以及中枢神经系统等位置生出肿瘤。威廉注意到，这些肿瘤都生长在血管丰富的部位，而且它们会分泌促红细胞生成素，刺激红细胞的产生。这些特点都表明，氧气可能在它们的生长中起到了关键作用。
后续的研究结果也证明了这一点。当时，人们已经找到了和希佩尔-林道综合征相关的基因VHL。威廉的研究团队则发现在氧气充足时，VHL蛋白会标记一种叫做HIF的缺氧诱导因子，让它降解；而在氧气不足的情况下，VHL就失去了标记HIF的能力，因此HIF能继续留在细胞内起作用，并促进血管和红细胞的生成。
可是，这些细胞是怎么知道周围氧气是否丰富呢？
经过多年的探索，威廉与团队给出了答案：
原来在氧气充足的情况下，细胞内羟化酶的效率会有所增加，使HIF蛋白获得一个羟基。而VHL能够识别这个羟基，并启动后续的调节功能。这项突破性的发现是人类首次意识到羟基化对于细胞信号通路有着至关重要的作用，它也因此刊登在了年的《科学》杂志上。
更重要的是，威廉的这个发现具有普适性。
在多种疾病中，他的团队都发现了氧气在肿瘤形成过程中起到的作用。譬如肾癌患者的VHL基因往往会出现突变，导致人体内产生过量的VEGF（血管内皮生长因子），而这又会促进血管和红细胞的生成。基于这一原理，新药研发人员针对VEGF这一靶点开始研发新药。目前，FDA已经批准了多种用于治疗肾癌的VEGF抑制剂。
彼得·拉特克利夫爵士
PeterJ.Ratcliffe是一位英国医学家、分子生物学家，现在剑桥大学纳菲尔德医学科担任教授和临床医学系主任。他生于年3月14日，出生在兰开夏郡，母校兰开斯特皇家男子文法学校。后在剑桥大学医院学习医学。于年毕业移居牛津，在牛津大学（OxfordUniversity）接受肾脏医学培训，特别着重于肾脏氧合作用，主要以对缺氧的研究知名。他是伦敦弗朗西斯·克里克研究所的临床研究主任，牛津大学的目标发现研究所（TargetDiscoveryInstitute）所长和路德维希癌症研究所成员。年，他建立了一个新实验室以从事细胞氧传感途径的研究。我们目前对缺氧的大部分理解是来自Ratcliffe实验室。
年还因提供临床医学服务而获得英国年度荣誉骑士勋章。彼得·约翰·拉特克利夫爵士并先后累计获18个重要国际和行业奖项。格雷格·L·赛门扎
GreggL.Semenza，出生自纽约，美国人，现为约翰·霍普金斯大学医学院教授，细胞工程研究所血管计划的主任。Semenza先后在哈佛大学获得了文学学士学位，在宾夕法尼亚大学获得了医学博士学位，在杜克大学医学中心完成了儿科住院医师的工作，并在约翰·霍普金斯大学进行了医学遗传学的博士后研究。Semenza博士于年加入约翰·霍普金斯大学。自年以来担任约翰·霍普金斯细胞工程研究所血管研究计划的主任。主攻方向是儿科、放射肿瘤学、生物化学、医学和肿瘤学。Semenza在年评选为美国科学院院士，年获拉斯克基础医学研究奖。
20世纪90年代，Ratcliffe教授和Semenza教授发现了一段特殊的DNA序列。如果把这段DNA序列安插在其他基因附近，那么在低氧的环境下，这些基因也能被诱导激活。也就是说，这段DNA序列其实起到了低氧环境下的调控作用。而一旦这段序列出现突变，相关基因就无法启动。
塞门扎因HIF-1蛋白的发现而闻名，他的GoogleScholar引用数接近14万。拉特克利夫的重要发现在于找到了氧气感应和信号通路中的关键转录因子，低氧诱导因子（HIF）之间的联系，为整个氧感应机制研究领域奠定了基础。此外，他的研究探究了细胞感应低氧浓度的分子机制。低氧是导致人类患病的一类重要因素，包括癌症、心脏病、中风和血管疾病。凯林的研究探索了为什么抑癌基因出现突变后将会导致癌症。他的研究发现被称作VHL的抑癌基因能够调节身体对氧浓度的反应VHL能够改变下游蛋白的表达量，来调控身体产生红细胞、生产新的血管来应对低氧浓度。Kaelin还发现低氧诱导因子（HIF）是控制这一系列过程的关键蛋白，HIF对氧浓度高度敏感。凯林教授一直致力于缺氧对肿瘤的影响，他在视网膜母细胞瘤、vonHippel-Lindau（VHL）和P53肿瘤抑制因子方面的研究提示纠正单个基因缺陷可产生一定的治疗效果。其中对VHL蛋白的研究在VEGF抑制剂成功治疗肾癌方面功不可没。其研究组还证实在乳腺癌中谷氨酸旁分泌诱导HIF促进了癌变，这一研究成果公布在Cell杂志上。这些研究在一些前沿创新性医疗手段中有很大的启发意义，也有望为致死性的疾病带来新思路。塞门扎教授主要研究低氧条件在癌症、肺病和心脏病中的作用。自在上世纪90年代发现HIF-1α以来，西门扎及其研究小组一直从事HIF-1α研究，在不同类型的细胞中精确寻找被这一活化蛋白促进或抑制的大量基因。值得一提的是，这三位科学家曾共同获年拉斯克基础医学奖。他们具体因何获奖？
几个世纪以来，人们已经了解了氧的基本重要性，但细胞如何适应氧水平的变化一直是未知的。今年的诺贝尔奖获奖作品揭示了细胞适应氧气供应变化的分子机制。今年诺贝尔奖获得者的开创性发现，解释了生命中最重要的适应过程的机制。他们为我们了解氧水平如何影响细胞代谢和生理功能奠定了基础。他们的发现也为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。该发现背后的具体原理，诺奖