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10月7日下午，想必不少人被2019年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)刷屏了。

今年的獲獎(jiǎng)?wù)呤?位分別來(lái)自英國(guó)和美國(guó)的科學(xué)家，威廉·凱林（William G. Kaelin Jr.）、彼得·拉特克利夫（Sir Peter J. Ratcliffe） 、格雷格·塞門(mén)扎（Gregg L. Semenza），以表彰他們?cè)凇?strong>在細(xì)胞如何感知和適應(yīng)供氧環(huán)境變化”方面的獲得的決定性研究成果和卓越貢獻(xiàn)。

來(lái)源：www.nobelprize.org

不過(guò)，很多人看了一些解讀，可能仍然一頭霧水：什么是氧感知通路？這個(gè)研究能應(yīng)用到疾病治療上嗎？

今天，騰訊醫(yī)典就用通俗的方法，給大家講講今年諾獎(jiǎng)的主角——氧氣，和缺氧誘導(dǎo)因子HIF(Hypoxia-inducible factors) 的故事。

如果人體是一座城市，我們的細(xì)胞就是城市里的市民。每個(gè)市民都要用電（也就是能量）才能正常生活。但他們并不靠外界供電，而是每個(gè)市民家里都有一個(gè)發(fā)電機(jī)（線(xiàn)粒體），可以自己“發(fā)電”。發(fā)電機(jī)的燃料是葡萄糖，但所有的燃料都要靠氧氣才能助燃。所以，市民們需要源源不斷的氧氣，才能生存下來(lái)。

我們的血管就像一條條四通八達(dá)的道路，路上開(kāi)著很多給“市民”運(yùn)送氧氣的“小卡車(chē)”——它們就是血液里的紅細(xì)胞。紅細(xì)胞從“氧氣工廠(chǎng)”肺泡那里獲得氧氣，再把氧氣送到千家萬(wàn)戶(hù)。

不過(guò)，氧氣太多和太少都不利于市民正常生活。

在外界環(huán)境低氧的情況下，市民們會(huì)慢慢開(kāi)始缺氧，于是都開(kāi)始“呼叫送氧車(chē)”。紅細(xì)胞“送氧車(chē)”明顯不夠用了，需要造出更多的紅細(xì)胞才能周轉(zhuǎn)。怎么辦呢？

這時(shí)候，“紅細(xì)胞造車(chē)廠(chǎng)”的造車(chē)工人——促紅細(xì)胞生成素（EPO），就開(kāi)始加班加點(diǎn)地指揮“造車(chē)”了。

格雷格·塞門(mén)扎和彼得·拉特克利夫的團(tuán)隊(duì)都發(fā)現(xiàn)，在“造車(chē)廠(chǎng)廠(chǎng)長(zhǎng)”——EPO基因的旁邊還有一個(gè)DNA片段。它就像一個(gè)市場(chǎng)情報(bào)員，外面缺一旦缺氧，它很快就能知道，然后迅速和廠(chǎng)長(zhǎng)開(kāi)會(huì)，組織造車(chē)工人們加班生產(chǎn)。

但這段DNA是如何感應(yīng)到缺氧和氧氣充足的呢？

這時(shí)候，一個(gè)重要的蛋白質(zhì)組合——缺氧誘導(dǎo)因子HIF閃亮登場(chǎng)了。這個(gè)組合里有2名成員，一個(gè)叫HIF-1α，另一個(gè)叫HIF-1β（它還有一個(gè)藝名，ARNT）。

今天要講的主要是HIF-1α。

它就像一個(gè)可以自由移動(dòng)、通風(fēng)報(bào)信的“傳感器”，作用很簡(jiǎn)單，卻很重要：

• 當(dāng)氧含量很低的時(shí)候，傳感器的數(shù)量就會(huì)增加，市場(chǎng)情報(bào)員收到一堆傳感器就知道，“這邊氧氣有點(diǎn)少，要多造點(diǎn)車(chē)”；

• 而當(dāng)氧含量比較充足的時(shí)候，它就被當(dāng)成“廢舊塑料”回收降解掉了。市場(chǎng)情報(bào)員沒(méi)收到傳感器，就不會(huì)增加生產(chǎn)量。

那么，HIF-1α傳感器是被誰(shuí)“回收”的呢？

這就不得不提到威廉·凱林的發(fā)現(xiàn)了。

他當(dāng)時(shí)正在研究一種叫VHL綜合征的遺傳病。這種病是由VHL基因突變引起的，帶有這種遺傳基因的家族，患上某些腫瘤（如腦血管母細(xì)胞瘤、視網(wǎng)膜血管母細(xì)胞瘤）的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯升高。

他發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)患者的癌細(xì)胞里缺乏VHL基因，而專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)“傳感器”的缺氧調(diào)節(jié)基因卻多得不正常。本來(lái)外面不缺氧，HIF-1α傳感器卻成堆成堆地放了出來(lái)，也沒(méi)人回收。

市場(chǎng)情報(bào)員收到“缺氧”的錯(cuò)誤情報(bào)，于是“造車(chē)工人”促紅細(xì)胞生成素、“修路工人”血管內(nèi)皮生成素都開(kāi)始加班，紅細(xì)胞、新血管大量生成，大批大批的氧氣被送到了癌細(xì)胞身邊。

而VHL基因表達(dá)的蛋白質(zhì)VHL就像“城管”，一旦有它在，就能阻止這些“違建工程”，從而抑制癌癥的發(fā)生。

那么VHL是怎么工作的呢?

緊接著，拉特克利夫的團(tuán)隊(duì)又有了關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)：在氧含量正常的情況下， VHL城管會(huì)親自出馬，直接參與HIF-1α傳感器的“環(huán)?；厥招袆?dòng)”。