这次诺贝尔生理学或医学奖何以成“癌症患者福音”

   来源:新疆阿勒泰新闻网

诺贝尔生理学或医学奖,在“癌症患者福音”科学科普馆发现并阐明了生物氧感应途径,不仅有助于人们抗癌和治疗癌症,而且为治疗其他疾病(如贫血)奠定了基础。北京时间10月7日下午5时30分,2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。威廉·凯林、彼得·拉特克里夫和格雷格·塞门扎共同获奖,因为他们发现了细胞如何感知氧气并适应氧气供应,也被称为生物氧气感应途径。生物氧传感途径的发现证明了基础研究在吸氧、呼出二氧化碳、帮助细胞通过氧产生能量的作用。它是在人类几千万年的进化过程中形成的呼吸规律。它就像汽车的发动机,必须有氧气供应,才能使燃料燃烧,产生动力,驱动汽车高速行驶。然而,细胞氧传感与汽车发动机的供氧不同。如果供氧不足,燃料不会完全燃烧或不能燃烧,难以驱动车辆,但细胞也会在缺氧条件下感受氧,并促使机体通过其他机制维持各种功能。这三位科学家的发现可以归结为缺氧诱导因子的发现,它不仅使细胞耐受缺氧,而且使细胞耐受营养过剩。其机制是细胞可以从氧的氧化磷酸化到糖酵解代谢模式产生能量,以维持各种功能。这个发现有很多含义。值得注意的是,生物氧传感途径的发现是一项基础性研究。既然是一项基础性研究,我们可以先脱离疾病的具体治疗或其他实用价值,从更广泛的科学发现中探索这一发现的意义。

可见,基础研究的目的是发现真理或真理。幸运的是,这一次,研究人员没有让细胞感觉到氧气从鼻尖溜走,而是将氧气追到底,尽管经历了种种曲折,他们最终还是发现了其中的奥秘。到目前为止,人们已经认识到,血液中的缺氧刺激颈动脉体和主动脉,然后将刺激信号传递到呼吸中枢。结果,呼吸加快,心跳加快,心输出量增加,以补偿血液中氧气的减少。事实上,只有少数细胞和组织能感觉到缺氧。然而,Kellin、Ratcliff和Sim扎已经证明,大多数人和生物体的细胞可以感知氧的变化,特别是缺氧,因此它们可以产生不同的反应,从生理到病理现象。而这一发现的意义则是从过去的独特性到普遍性,从个性到普遍性。有了这一认识,就可以从疾病的具体发病机理来认识疾病,从而达到治病防病的目的。生物氧传感途径的发现为癌症治疗带来了希望,共同的基础是缺氧诱导因子将发挥核心作用。缺氧诱导因子(低氧诱导因子基因编码)可使人和生物体适应低氧环境。相反,缺氧诱导因子的缺乏将产生严重的后果。

当缺氧诱导因子基因在转基因小鼠中被敲除时,小鼠的血管发育和氧依赖基因的表达出现严重缺陷,并且在子宫发育过程中发生早期死亡。这表明缺氧诱导因子基因的缺失会使生物体无法正确地感知和利用氧气,从而破坏器官甚至死亡。然而,缺氧诱导因子并不总是起到很好的作用。它们还可以诱导血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,vegf)的表达,vegf是一种负责血管生成的分子。人体内过量产生血管内皮生长因子可促进血管和红细胞的产生。这也为肿瘤的生长提供了条件,因为血管生长和红细胞可以为癌细胞提供更多的营养,使癌细胞更具生产力和疯狂的生长条件,从而恶化肿瘤。过去,研究人员发现,发生在肾脏、肾上腺、胰腺和中枢神经系统的肿瘤都生长在血管丰富的区域,它们分泌促红细胞生成素,刺激红细胞的生成。其原因是肿瘤的快速生长会导致肿瘤内缺氧,进而促进缺氧诱导因子的表达,从而促进血管生成,有利于肿瘤的生长。有了这些见解,我们可以帮助人们对抗癌症和治疗癌症。目前,许多制药公司已开发出以血管内皮生长因子为靶点的新药,并已上市部分抗癌药物用于临床。当然,生物氧感应途径的发现和阐明也为贫血等其他疾病的治疗奠定了基础。例如,世界上第一个小分子低氧诱导因子,脯氨酰羟化酶抑制剂,RoSASTAT,已经在中国和日本上市,用于治疗透析患者慢性肾脏疾病引起的贫血。Kellin和Semenza是美国科学家,Rutcliff是英国科学家。他们发现,生物氧传感途径再次说明了基础研究的重要性,并证明一旦基础研究突破,将大大有利于临床疾病的防治。


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