2019諾貝爾生醫獎出爐 美英3學者揭開細胞如何對抗低氧

美國時間10月7日,諾貝爾醫學獎得主揭曉,由美國哈佛大學醫學院教授William G. Kaelin Jr.、約翰霍普金斯大學醫學院教授Gregg L. Semenza與英國法蘭西斯克里克研究中心臨床研究主任Sir Peter J. Ratcliffe三人共同獲獎,他們發現氧的濃度變化是如何影響細胞代謝及生理,有助於未來能發展出對抗貧血、癌症、中風等疾病的新療法。

三位諾貝爾得主的研究有助於解釋細胞如何感測氧氣濃度的變化以及如何適應低氧或高氧情況。當人體檢測到氧氣較少時,腎臟會釋放一種稱為紅血球生成素(Erythropoietin, EPO)的激素,來通知人體製造更多的紅血球以攜帶更多的氧氣。

Semenza和Ratcliffe花了數十年來研究該系統的工作原理,他們發現一種稱為缺氧誘導因子(Hypoxia-inducible factor , HIF)的蛋白質在周遭氧氣較少時會增加,接著,HIF-1α會與產生EPO的基因附近的DNA片段結合,使EPO產生以刺激紅血球的生成,當有足夠氧氣可用時,HIF-1α濃度會下降,紅血球的數目也會下降。

Kaelin則著重於研究一項遺傳疾病,逢希伯-林道症候群  ( Von Hippel-Lindau Disease ),該疾病與VHL基因突變有關,Kaelin發現,VHL基因的突變與缺氧調節基因的高度表現有關,並將VHL基因與缺氧反應聯結在一起。

Ratcliffe證明,一種名為VHL的抑癌基因會與HIF-1α結合形成複合體,使HIF蛋白酶體介導產生降解,當意外事故發生或VHL不足均會導致腎癌。

Kaelin和Ratcliffe接著繼續研究VHL結合HIF-1α的機制,並發現了VHL與HIF的結合是氧依賴性,氧分子的濃度會影響HIF降解。

三位科學家目前也進入藥物開發階段,包括增加HIF用於治療貧血和用於治療癌症的HIF抑制劑,腫瘤會增加HIF的表現,來對抗內部低氧環境,新藥嘗試以抑制HIF的方法,使腫瘤縮小。

諾貝爾醫學委員會表示,三位得主的研究增進了對代謝和免疫反應等生理過程的理解,並且有望發展成治療貧血、癌症、中風、感染、傷口癒合和心肌梗塞的新療法。

在此之前,這三名學者曾在2016年共同榮獲素有「美國的諾貝爾獎」之稱的拉斯克獎基礎醫學研究獎(Albert Lasker Award for Basic Medical Research)。

參考資料:https://qz.com/1723227/hypoxia-researchers-win-the-2019-nobel-prize-in-medicine/

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