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王为念,2019首个诺贝尔奖揭晓!氧气怎么决议咱们的命运?揭秘血与氧联系 抗击肿瘤和癌症-优德88下载

admin 优德88下载 2019-10-08 301 0
摘要
【2019首个诺贝尔奖揭晓!氧气怎么决议咱们的命运?揭秘血与氧联络 抗击肿瘤和癌症】诺贝尔奖官方说,本年的诺贝尔奖取得者提醒了生命中最重要的习惯进程之一的机制。他们为咱们了解氧水平怎么影响细胞代谢和生理功用奠定了根底。而且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路途。(21世纪)

  北京时间10月7日下午5点30分,2019年诺贝尔生理学或医学奖发布,取得者有三位,他们分别是来自哈佛医学院达纳-法伯癌症研讨所的威廉·凯林( William G。 Kaelin, Jr。),牛津大学和弗朗西斯·克里克研讨所的彼得·拉特克利夫( Peter J。 Ratcliffe) 以及美国约翰霍普金斯大学医学院的格雷格·塞门扎(Gregg L。 Semenza),以赞誉他们发现了细胞怎么感知以及对氧气供给的习惯性。他们将一起共享900万克朗(约合人民币650万元)的奖金。

  获奖者:

  Gregg L Semenz(美国约翰霍普金斯大学)

  Sir Peter J Ratcliffe(英国牛津大学)

  William G Kaelin,Jr(美国哈佛大学)

  获奖原因:

  他们发现了细胞怎么感知和习惯氧气供给。

  诺贝尔奖官方说,本年的诺贝尔奖取得者提醒了生命中最重要的习惯进程之一的机制。

  他们为咱们了解氧水平怎么影响细胞代谢和生理功用奠定了根底。

  而且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路途。

  医治癌症从此有了新方案?

  咱们知道,氧气关于人类动物的重要性,天天呼吸,却常不经意间疏忽它的存在。几个世纪前,人类就现已了解氧气的根本特点,但对细胞怎么习惯氧气改动并不清楚。

  动物需求氧气才干将食物转化为有用的能量。多年来人们现已了解了氧气的重要性,但细胞怎么习惯氧气水平的改动却一向不为人知。

  小威廉·凯林(William G。 Kaelin Jr。),彼得·J·拉特克利夫爵士(Sir Peter J。 Ratcliffe)和格雷格·L·塞门扎(Gregg L。 Semenza)发现了细胞在氧气水平不断改动的情况下的感知和习惯机制。而且发现了可以调理基因活性然后应对这一情况的分子机器。

  本年的诺贝尔奖取得者的开创性发现提醒了生命中最重要的习惯进程的机制。他们为咱们了解氧水平怎么影响细胞代谢和生理功用奠定了根底。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路途。

  氧感机制是医治许多疾病的中心,本年的这项发现对人体生理机能具有重要奉献,并有望对医治贫血、癌症和其他疾病供给新的解决方案。

  简略来说,了解细胞在分子水平上感触氧气的根本原理,对深化了解肿瘤或是癌症的发作十分重要,别的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

  小威廉·G·凯林(William G.Kaelin,Jr。)1957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-法伯癌症研讨所承受内科和肿瘤学专业训练。他在达纳-法伯癌症研讨所建立了自己的研讨实验室,并于2002年成为哈佛医学院的正式教授。自1998年以来,一向是霍华德·休斯医学院的研讨人员。2010年,凯林成为了美国国家科学院院士。

  彼得·拉特克利夫爵士

  彼得·拉特克利夫爵士 (Sir Peter J。 Ratcliffe)于1954年出生于英国兰开夏郡。他在剑桥大学的冈维尔大学和凯斯学院学习医学,并在牛津大学进行了肾脏病学专业训练。他在牛津大学成立了一个独立的研讨小组,并于1996年成为正式教授。他是伦敦弗朗西斯·克里克研讨所的临床研讨主任,牛津大学的方针发现研讨所(Target Discovery Institute)所长和路德维希癌症研讨所成员。

  2014年还因供给临床医学服务而取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个重要国际和职业奖项。

  格雷格·L·赛门扎

  格雷格·L·赛门扎(Gregg L。 Semenza)1956年出生于纽约。哈佛大学生物学学士,1984年获宾夕法尼亚大学费城医学院医学博士学位,在杜克大学承受儿科专家训练。他在约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)进行了博士后训练,并在那里建立了一个独立研讨小组,于1999年成为约翰·霍普金斯大学的正式教授,自2003年以来担任约翰·霍普金斯细胞工程研讨所血管研讨方案的主任。主攻方向是儿科、放射肿瘤学、生物化学、医学和肿瘤学。2008年,塞门扎成为了美国国家科学院院士。

  塞门扎因HIF-1蛋白的发现而出名,他的Google Scholar引证数挨近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要害转录因子,低氧诱导因子(HIF)之间的联络,为整个氧感应机制研讨范畴奠定了根底。此外,他的研讨探求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,包含癌症、心脏病、中风和血管疾病。

  凯林的研讨探究了为什么抑癌基因呈现骤变后将会导致癌症。他的研讨发现被称作VHL的抑癌基因可以调理身体对氧浓度的反响VHL可以改动下流蛋白的表达量,来调控身体发作红细胞、出产新的血管来应对低氧浓度。Kaelin还发现低氧诱导因子(HIF)是操控这一系列进程的要害蛋白,HIF对氧浓度高度灵敏。凯林教授一向致力于缺氧对肿瘤的影响,他在视网膜母细胞瘤、von Hippel-Lindau(VHL)和P53肿瘤按捺因子方面的研讨提示纠正单个基因缺点可发作必定的医治效果。其间对VHL蛋白的研讨在VEGF按捺剂成功医治肾癌方面功不可没。其研讨组还证真实乳腺癌中谷氨酸旁排泄诱导HIF促进了癌变,这一研讨成果发布在Cell杂志上。这些研讨在一些前沿立异性医疗手法中有很大的启示含义,也有望为致死性的疾病带来新思路。

  塞门扎教授首要研讨低氧条件在癌症、肺病和心脏病中的效果。安闲上世纪90年代发现HIF-1α以来,西门扎及其研讨小组一向从事HIF-1α研讨,在不同类型的细胞中准确寻觅被这一活化蛋白促进或按捺的很多基因。

  值得一提的是,这三位科学家曾一起获2016年拉斯克根底医学奖。

  他们详细因何获奖?

  几个世纪以来,人们现已了解了氧的根本重要性,但细胞怎么习惯氧水平的改动一向是不知道的。本年的诺贝尔奖获奖作品提醒了细胞习惯氧气供给改动的分子机制。

  本年诺贝尔奖取得者的开创性发现,解说了生命中最重要的习惯进程的机制。他们为咱们了解氧水平怎么影响细胞代谢和生理功用奠定了根底。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路途。

  该发现反面的详细原理,诺奖官网也发出了新闻稿,中文版翻译如下:

  • 找到调控基因

  众所周知,包含人类在内,绝大多数的动物离不开氧气。但咱们关于氧气的需求,却又有必要到达一个奇妙的平衡。

  缺少氧气,咱们会窒息而死;氧气过多,咱们又会中毒。

  为此,生物也演化出了许多精妙的机制,来操控氧气的平衡。比方关于深埋于安排深处的细胞来说,红细胞能为它们送上氧气。

  而一旦氧气含量过低,机体就会促进红细胞的生成,坚持氧气的浓度在合理的范围内。

  在上世纪90年代,Ratcliffe教授和Semenza教授想要了解这一现象反面的机制。

  他们发现,一段特别的DNA序列看似和缺氧引起的基因激活有关。假如把这段DNA序列安插在其他基因邻近,那么在低氧的环境下,这些基因也能被诱导激活。

  也便是说,这段DNA序列其实起到了低氧环境下的调控效果。后续研讨也标明,一旦这段序列呈现骤变,生物体就对低氧环境莫衷一是。

  后续研讨发现,这段序列在细胞内调控了一种叫做HIF-1的蛋白质,而这种蛋白由HIF-1α与HIF-1β组合而成。

  在缺氧的环境下,HIF-1可以结兼并激活许多哺乳动物细胞内的特定基因。风趣的是,这些基因都不担任出产促红细胞生成素。这些结果标明,缺氧引起的红细胞生成,反面有着更为杂乱的原因。

  而在人们后续说明的调控通路中,HIF-1扮演了中心的位置,调控了包含VEGF(能促进血管生成)的许多要害基因。

  • 降解HIF-1蛋白

  作为一种要害的调控蛋白,在缺氧环境下,HIF-1会发动基因表达。而在富氧环境中,这一蛋白又会被降解。这反面有着怎样的机制呢?谁也没有想到,答案居然藏在一个看似彻底无关的方向上。

  让咱们把论题转向Kaelin教授。其时他正在研讨一种叫做希佩尔-林道综合征(VHL disease)的癌症综合征。他发现在典型的VHL肿瘤里,常常会有反常构成的重生血管。

  此外,他也发现了较多的VEGF与促红细胞生成素。因而他自但是然地想到,缺氧通路是否在这种疾病里有着某种效果。

  1996年,关于患者细胞的剖析标明,一些本来应当在富氧环境下消失的基因,却意外地有着很多表达。而增加具有正常功用的VHL蛋白,则能反转这一现象。

  进一步的研讨标明,VHL蛋白的特别才干,来历于与之结合的一些特定蛋白,这包含了某种泛素连接酶。在这种酶的效果下,不被细胞所需求的蛋白会被打上“丢掉”的符号,并被送往蛋白酶体中降解。

  风趣的是,人们立刻发现在富氧环境下,HIF-1的组成部分HIF-1α,正是经过这一途径被降解。1999年,Ratcliffe教授团队又发现,HIF-1α的降解需求VHL蛋白参加。Kaelin教授也随之证明,VHL与HIF-1α会直接结合。

  再后来,许多研讨人员逐步复原了整个进程——本来在富氧的环境下,VHL会结合HIF-1α,并辅导后者的泛素化降解。

  • 精妙的调控

  为啥HIF-1α只会在富氧环境下被降解呢?

  研讨人员对HIF-1α与VHL的结合区域做了进一步的剖析,并发现假使移除一个脯氨酸,就会按捺其泛素化。这正是HIF-1α的调控要害!

  在富氧环境下,氧原子会和脯氨酸的一个氢原子结合,构成羟基。而这一步反响需求脯氨酰羟化酶的参加。

  由于这步反响需求氧原子的参加,咱们很简略了解,为何HIF-1α不会在缺氧环境下被降解。

  提醒生物氧气感知通路,不只在根底科学上有其价值,还有望带来立异的疗法。比方假使能经过调控HIF-1通路,促进红细胞的生成,就有望医治贫血。而搅扰HIF-1的降解,则能促进血管生成,医治循环不良。

  另一方面,由于肿瘤的生成离不开重生血管,假如咱们能降解HIF-1α或相关蛋白(如HIF-2α),就有望对立恶性肿瘤。

  现在,已有相似的疗法进入了前期临床试验阶段。

  总结来说,这三名科学家的发现在根底研讨和临床应用上,都有侧重要价值。

  关于生物感知氧气通路的精妙提醒,更是显示了人类在应战不知道上的才智。咱们再次恭喜这三名科学家。可以取得诺贝尔生理学或医学奖,是对他们所做成果的最佳认可!

  氧气感知作业

  生物体感触氧气浓度的信号辨认体系是生命最根本的功用,但是学界对此却所知甚少。三位科学家说明晰人类和大多数动物细胞在分子水平上感触氧气含量的根本原理,提醒了其间重要的信号机制,为贫血、心血管疾病、黄斑退行性病变以及肿瘤等多种疾病拓荒了新的临床医治途径。

  氧气是很多生化代谢途径的电子受体,科学界对氧感应和氧稳态调控的研讨开端于促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)。当氧气缺少时,肾脏排泄 EPO影响骨髓生成新的红细胞。比方当咱们在高海拔区域活动时,由于缺氧,人体的推陈出新发作改动,开端成长出新的血管,制作新的红细胞。这几位科学家们做的正是找出这种身体反响反面的基因表达。他们发现这个反响的“开关”是一种蛋白质,叫做缺氧诱导因子 (Hypoxia-inducible factors, HIF),但其功用远不止开关那么简略。

  20世纪90年代初,Semenza 和 Ratcliffe 开端研讨缺氧怎么引起EPO的发作。他们发现了一个不只会跟着氧浓度的改动发作相应的改动,还可以操控EPO 的表达水平的转录增强因子HIF,假如将其DNA 片段刺进某基因旁,则该基因会被低氧条件诱导表达。1995年,Semenza 和博士后王光纯化了 HIF-1,发现其包含两个蛋白:HIF-1α 和 HIF-1β,并证明了 HIF-1是经过红细胞和血管重生介导了机体在低氧条件下的习惯性反响。

  随后, Semenza 和 Ratcliffe 又扩展了低氧诱导表达基因的品种。他们发现,除了 EPO, HIF-1 在哺乳动物细胞内可以结兼并激活触及代谢调理、血管重生、胚胎发育、免疫和肿瘤等进程的很多其他基因。

  此外,他们观察到当细胞转变为高氧条件时 HIF-1 的数量急剧下降,仅当缺氧时该因子才干可以激活靶基因。那么推进 HIF-1 损坏的原因是什么?答案来自一个意想不到的方向。

  希佩尔-林道综合征(Von Hippel–Lindau disease,VHL综合征)是一种稀有的常染色体显性遗传性疾病。VHL患者由于 VHL 蛋白的缺失会以多发性肿瘤为特征, 触及脑、骨髓、视网膜、肾脏、肾上腺等多个重要器官,典型的肿瘤由不适当的新血管组成。肿瘤学家 William Kaelin 一向企图弄清楚其病理。但是,就在 HIF 被纯化的第二年, Kaelin 发现 VHL 蛋白可以经过氧依靠的蛋白水解效果负性调 HIF-1.Kaelin 和Ratcliffe 随后的研讨又发现了双加氧酶在VHL 蛋白辨认 HIF-1 的进程中发挥侧重要的效果。

  HIF 操控着人体和大多数动物细胞对氧气改动的杂乱又准确的反响,三位科学家一步步提醒了地球生命柱石的奥妙。经过调控 HIF 通路然后到达医治意图的研讨方向正发挥着巨大的潜力,他们的作业正在并将持续造福人类。

  诺贝尔生理学或医学奖近5年获奖者

  2018年,美国免疫学家詹姆斯艾利森与日本生物学家本庶佑,凭仗他们发现负性免疫调理医治癌症的疗法方面的奉献。

  2017年,三名美国科学家杰弗里霍尔、迈克尔罗斯巴什和迈克尔扬,凭仗他们在研讨生物钟运转的分子机制方面的成果获奖。

  2016年,日本科学家大隅良典凭仗在细胞自噬机制研讨中取得的成果获奖。

  2015年,我国女药学家屠呦呦,以及爱尔兰科学家威廉坎贝尔和日本科学家大村智,凭仗他们在寄生虫疾病医治研讨方面取得的成果获奖。

  2014年,具有美国和英国国籍的科学家约翰奥基夫以及两位挪威科学家梅-布里特莫泽和爱德华莫泽,凭仗他们发现大脑定位体系细胞的研讨获奖。

  咱们为什么重视诺贝尔奖?

  2019年“诺奖周”正式开跑。未来几天,物理学奖、化学奖等将连续揭晓。

  诺贝尔奖历经百年,到2018年,已颁出590个奖项,共935个个人或安排获奖。时至今日,诺贝尔奖一向都被视为各范畴最重要的荣誉之一。

  “献给令全人类取得裨益者”是诺贝尔奖的主旨,奖项反面的一个个研讨成果,改动着咱们的认知和日子。

  1961年诺贝尔化学奖得主——美国生物化学家卡尔文,发现了有关植物光合效果的“卡尔文循环”,即植物的叶绿体怎么经过光合效果把二氧化碳转化为机体内的碳水化合物的循环进程,初次提醒了自然界最根本的生命进程;1969年,诺贝尔生理学或医学奖得主——德裔美籍生物学家德尔布吕克、美国遗传学家赫尔希和意大利生物学家卢里亚组成的小组,证明DNA便是遗传信息的物质载体,直接导致了DNA双螺旋结构的发现,并因而奠定了分子遗传学甚至整个分子生物学的根底;2017年,美国麻省理工学院教授雷纳·韦斯、加州理工学院教授基普·索恩和巴里·巴里什,因构思和规划了激光干涉仪引力波天文台LIGO,取得当年诺贝尔物理学奖,他们的构思和规划在勘探两个黑洞兼并的引力波信号上发挥了重要效果,人类开端可以“听”到黑洞……诺贝尔奖的反面,是人类认知才干和水平的不断提高。

  诺贝尔奖更见证了人类改动国际、改动本身生计和日子情况的尽力探究。青霉素的发现让葡萄球菌、链球菌等细菌感染的疾病医治变得愈加有用,挽救了千万个生命;对半导体的研讨和晶体管效应的发现,使电子学发作了根本性的革新,拨快了自动化和信息化的脚步……本年诺贝尔生理学或医学奖取得者的开创性发现,解说了生命中最重要的习惯进程的机制,为咱们了解氧水平怎么影响细胞代谢和生理功用奠定了根底,他们的发现也有助于抗击贫血、癌症和许多其他疾病。

  咱们重视诺贝尔奖,是由于每一年对诺贝尔奖得主及其研讨成果的重视和了解都是一次团体科普,更是全社会对科学精力的表扬。

  诺奖知多点:诺奖奖金

  1901年初次颁布诺贝尔奖时,每项获奖者能取得150782瑞典克朗,按诺贝尔的遗言中所愿,是“一个教授20年的薪酬”。

  但尔后,奖金数额不断动摇,奖金也没有逃过通货膨胀的影响,其价值一度下降到原奖金价值的30%。

  直到1991年,奖金金额飚升至600万瑞典克朗,才与1901年的奖金价值适当。

  尔后十年奖金金额比年上升。2001年涨至1000万瑞典克朗,适当于初始奖金价值的144%。

  但是,由于诺奖基金会投资收益欠安,2012年奖金缩水至800万瑞典克朗,此金额坚持到2016年。

  2017年,奖金回升到900万瑞典克朗,适当于原始奖金价值的107%。

  依据最新汇率,100瑞典克朗,适当于78元人民币。

  2012年取得诺贝尔文学奖的我国籍作家莫言,其时奖金折合人民币是750万元。

  当然,诺贝尔奖的含义,奖金仅仅一种额定奖励。

  取得此奖,不管何范畴,都会被永久载入人类开展史书。

  一些你或许感兴趣的诺奖小常识

  自 1901 年截止到上一年,已颁布了 109 次诺贝尔生理学或医学奖,共 216 位获奖人 ,其间有 12 名是女人,包含我国闻名药学家屠呦呦,她由于发现了青蒿素取得了 2015 年的诺贝尔生理学或医学奖。

  有史以来最年青的生理学或医学奖取得者是 Frederick G。 Banting,1923 年时的他年仅 32 岁,因发现胰岛素而获奖。

  Peyton Rous 是有史以来最年长的生理学或医学奖取得者,他于 1966 年因发现诱导肿瘤的病毒而取得医学奖,获奖时他现已 87 岁高龄了。

  诺贝尔生理学或医学奖的奖章的反面,刻画着一位医学天才为了给患病的女孩解渴,搜集从岩石上涌出的水,天才的腿上放着一本摊开的书。

(文章来历:21世纪经济报导)

(责任编辑:DF075)

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