图为2019年诺贝尔生理学或医学奖于10月7日在瑞典斯德哥尔摩的卡罗琳医学院宣布。新华社记者郑焕松摄

10月7日，2019年诺贝尔生理医学奖揭晓。威廉·凯利、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞门扎因发现氧感应途径(生物体对缺氧和富氧反应不同的分子机制)而获奖。

“我没想到今天颁发的诺贝尔奖会奖励氧传感机制的发现。这是一项非常基础的研究。没有明确的应用程序转换，但可以派生出许多应用程序转换。”10月7日，清华大学生命科学学院教授杨茂君告诉《科学日报》，这表明中国学者的基础研究越多，他们获得诺贝尔奖的可能性就越大。

“这是一个伟大的发现。细胞对氧气的反应对生命安全非常重要。”武汉大学中南医院研究助理教授纪说，当面对缺氧带来的生死威胁时，它给了身体“活到死”的机会。

基础研究通常是无聊的、乏味的和令人生畏的。新的科诺奖将推广三个需要人们记住吐血的专业词汇:缺氧诱导因子(HIF)、希佩尔-林道基因和促红细胞生成素(EPO)。

高强度聚焦超声总是在体内产生，以确保生命安全。

当身体感觉到氧气供应不足时，高强度聚焦超声就像一杯提神的咖啡，激活体内的基因转录，使身体发挥“12万精神”来应对低氧环境，如调用促红细胞生成素和要求红细胞来强化。

正是对缺氧如何导致促红细胞生成素产生的研究，使拉特克利夫和塞门扎发现了缺氧诱导因子，并改善了整个氧传感通路。

“但事实上，即使在没有缺氧的情况下，缺氧诱导因子也会在你体内不断产生。”纪说，它不是在缺氧时产生的，而是在缺氧时富集的。

在正常情况下，高强度聚焦一方面持续产生，另一方面持续降解。这实际上是对资源的浪费，与生命系统中的紧张精神不太一致。一般来说，蛋白质生命活动中的大分子只有在需要时才会出现。这表明高强度聚焦超声在人体内非常重要，不应一时无法获得。

高强度聚焦超声的重要性还体现在它的快速富集率上。“一旦身体意识到缺氧，如脑梗塞和心脏缺血，缺氧诱导因子将在细胞中迅速积累，仅在4-5分钟内达到非常高的浓度。”纪说，这说明在正常情况下，它的生产和降解速度都很快。

当不需要高强度聚焦因子时，它的一个亚单位(高强度聚焦因子-1α)将被泛素化和降解，使其无法形成。换句话说，泛素连接酶会出现并将其标记为“加工”，然后被拉入细胞中一种叫做“蛋白酶体”的细胞器中进行降解。

然而，也有例外。由于缺乏VHL蛋白，许多富氧时不应表达的基因仍在VHL患者中表达，这表明缺氧诱导因子尚未成功降解。卡琳通过研究证实，VHL蛋白决定了缺氧诱导因子-1(缺氧诱导因子家族的一员)是否会被降解。

巧调高强度聚焦超声以克服危重病人

“在临床实践中，我们可以通过上调缺氧诱导因子水平，帮助心肌梗死或脑缺血患者度过缺血期的难关。”纪说，医学研究人员一直在努力寻求上调高强度聚焦因子的方法。

例如，中国医学科学院阜外医院心血管医学教授唐一达之前曾在《肝病》杂志上发表过相关论文。研究小组发现了一种因子，可以在降解过程中去除高强度聚焦因子头部的“治疗”标签，使高强度聚焦因子因不降解而富集，从而保护肝脏免受缺血再灌注损伤。该团队确定单核细胞趋化蛋白缺氧诱导因子-1α轴是一个重要的途径，并认为它是肝脏缺血再灌注损伤干预的一个良好目标。

“对于癌症，有必要探索降低高强度聚焦因子的治疗方案。由于一些肿瘤的生长，它们趋向于聚集成一团肿瘤，并且内部是缺氧状态。此时，肿瘤中高强度聚焦因子的含量将增加，以帮助肿瘤存活。”纪说:由于肿瘤的形成不能与新血管形成分开，如果缺氧诱导因子-1α或相关蛋白(如缺氧诱导因子-2α)被促进降解，则有望对抗恶性肿瘤。目前，类似疗法已进入早期临床试验阶段。

对正常人来说，氧气的使用效率决定了生活质量

“高等生物通过有氧代谢获得能量。生命的过程是将食物转化为能量，将氧气转化为水。”杨茂君说，许多人类疾病是由氧气利用效率低下引起的。人体内氧传感通路的发现不仅意味着发现了一种自我保护的机体机制，而且意味着获得了一把调节氧利用率的钥匙。

氧气的利用率决定了生活质量。身体对氧气的利用是一条漫长的上游和下游途径。“大量氧气参与细胞线粒体呼吸链上的生命活动，线粒体位于传感系统的下游。我们还发现缺氧条件下线粒体呼吸链中关键蛋白的表达发生了变化。”杨茂君说，因此，缺氧将推动身体内部网络的巨大变化，这是一项系统的工作，以有效处理和避免缺氧造成的损害。

“例如，阿尔茨海默病的发生很大程度上是由于氧气利用效率低下。因此，充分利用氧气进行有氧代谢对健康人非常有益。”杨茂君说，诺贝尔奖的颁发也将激励人们正确理解健康的本质。

原标题:新科诺奖授予它，氧传感机制决定了生命如何“生到死”