細胞缺氧怎麼辦? 諾貝爾生醫獎揭曉!

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【健康醫療網/記者蔡岳宏外電報導】「今年諾貝爾獎得主的發現揭示了生命中最重要的適應機制之一。」2019年諾貝爾獎生醫獎揭曉,頒給了英美3名科學家,他們發現了細胞如何感知和適應氧氣的變化,揭露重要且基本的生理機制,更影響了貧血、癌症等藥物開發。英國皇家學會會長Venki Ramakrishnan表示,氧氣是每個細胞存活的重要成分,太少或太多都會帶來災難,理解此適應過程有助釐清生命如何出現的基本問題。

3人獲諾貝爾獎 揭細胞如何適應氧氣變化

今年諾貝爾生醫獎7日揭曉,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三人獲獎,平分900萬瑞典克朗(約合909,000美元)獎金。

《現場科學》報導,「細胞和組織的氧氣供應不斷變化。從胚胎的生長和發育,以及肌肉運作,氧氣的供應隨著組織變化而不停變動。」諾貝爾委員會成員Randall Johnson表示,「細胞需要一種方法來調節氧氣量,同時維持重要功能。」

例如,在劇烈運動中,肌肉細胞必須適應更高的氧氣需求。諾貝爾獎基金會進一步解釋,氧氣感應對於胎兒的發育至關重要,其可以控制正常的血管形成和胎盤的發育。該機制在貧血、甚至癌症中也扮演重要腳色,可刺激血管形成,使癌細胞得以擴散。

低氧誘導因子I 增加紅血球

根據《衛報》,細胞中的粒線體會利用氧氣來獲取食物中的能量,他們的研究顯示,當氧氣不足時,細胞內的「低氧誘導因子I」(hypoxia-inducible factor,簡稱HIF-1)會升高,促使基因活化,製造紅血球生成素(EPO),進而增加攜帶氧氣的紅血球數量。Randall Johnson補充,沒有HIF-1,胚胎活不到發育期,就連在子宮中也需要該基因。

該發現促使了貧血藥物開發,可以欺騙人體誤以為處在高海拔的低氧地區,製造更多EPO來生產紅血球;此外,也可以開發更多抗癌藥物,阻斷腫瘤的血管生成。

英國皇家學會會長Venki Ramakrishnan認為3人獲獎實至名歸,氧氣是每個細胞存活的重要成分,太少或太多都會帶來災難,理解此適應過程有助釐清生命如何出現的基本問題。

參考資料:

1. Trio Wins Nobel Prize in Medicine for Figuring Out 'One of Life's Most Essential Adaptive Processes'.

2. Nobel prize in medicine awarded to hypoxia researchers.

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資料來源:健康醫療網 https://www.healthnews.com.tw/news/article/43808/
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