原标题：细胞如何感知氧气？新晋诺奖为人类抗癌提供新方向
研究为肿瘤治疗提供了全新思路。
新京报讯（记者王俊）10月7日，2019年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，美国科学家威廉·凯林、格雷格·塞门扎以及英国科学家彼得·拉特克利夫摘奖，获奖理由是表彰他们在“发现细胞如何感知和适应氧气供应”方面所做出的贡献。
科学家们认为，这项基础研究，为很多领域的研究提供了全新的思路与支持，尤其是肿瘤治疗。人类未来可能不会再谈“癌”色变。
释疑1
细胞如何感知和适应氧气？
占地球大气五分之一左右的氧气对生命至关重要，动物需要氧气才能将食物转化成有用的能量。人们了解氧气的基础性重要作用已有数个世纪，但细胞如何适应氧气水平变化长期不为人知。
三位诺奖获得者的研究工作就是解释了细胞如何在不同氧气浓度下，对自己的代谢模式进行调节和切换，从而适应低氧或者氧气正常的环境。
氧气感知通路，即生命体对缺氧和富氧做出不同反应，离不开促红细胞生成素（EPO）。
人体在缺氧时，一个关键生理反应是促红细胞生成素（EPO）水平的升高，进而增加红细胞的生成。比如，当我们在高海拔地区活动时，由于缺氧，人体新陈代谢发生变化，促红细胞生成素（EPO）水平升高，开始制造新的红细胞快速反应适应环境。
然而，促红细胞生成素和氧气有什么关系，一直是个谜题。格雷格·塞门扎和彼得·拉特克利夫在研究促红细胞生成素的过程中，发现了缺氧下促红细胞生成素升高这一身体反应背后的“开关”——缺氧诱导因子（HIF）。
缺氧环境下，机体感受到氧气不足时，HIF就好像一个开关，激活体内的基因转录，使机体打起“十二万分精神”应对低氧环境，比如召唤来EPO，要求红细胞前来打CALL、增援。
在缺氧诱导因子的研究中，还有一位华人贡献者王广良。他是诺奖官方提供的五篇核心文献中，一篇克隆低氧诱导因子蛋白文章的第一作者。
博士后工作期间，王广良在导师格雷格·塞门扎教授指导下，研究细胞对氧气的感受和在细胞内的信号传递。通过多次系统实验，发现HIF-1（HIF家族成员之一）。
释疑2
新发现解决了哪些医学难题？
“HIF-1的发现，对于研究肿瘤组织中肿瘤细胞耐受缺氧的机制非常重要，解决了科学的难题。”北京大学基础医学院免疫学系副主任王月丹说。
HIF在缺氧环境下富集，“一旦机体意识到缺氧，比如脑梗、心脏缺血等，HIF会迅速在细胞里积累，只需要4-5分钟就能够达到很高的浓度。”武汉大学中南医院研究助理教授姬燕晓此前接受采访时表示。
另一方面，在富氧条件下， HIF-1数量会急剧下降。为什么会有这种反应？答案来自另一位诺奖获得者威廉·凯林。
威廉·凯林研究一种罕见遗传性疾病——希佩尔-林道(VHL)。他研究发现，缺乏VHL功能基因的癌细胞同时表现出极高水平的缺氧调节基因，但当VHL基因被重新引入癌细胞时，缺氧调节基因又恢复到正常水平。
这是一条重要的线索，表明VHL基因在某种程度上参与了对缺氧反应的控制。此后，彼得·拉特克利夫教授团队也证明，HIF-1α的降解需要VHL蛋白参与。
释疑3
研究在临床应用中有哪些价值？
这一诺奖研究对临床应用，有什么价值？
氧感测是许多疾病的核心。例如，患有慢性肾功能衰竭的患者通常由于EPO表达降低而患有严重的贫血。诺奖的研究表明，EPO由肾脏中的细胞产生，对于控制红细胞的形成至关重要。
此外，氧调节机制在癌症中具有重要作用。浙江大学医学部（肿瘤）生物化学教授骆严解释，肿瘤，特别是肿瘤的内部，本质上是一个乏氧环境；另外，肿瘤干细胞通常也是抗药或抗免疫治疗的肿瘤细胞亚群，初步研究揭示它们是处于机体内的相对缺氧部位。
王广良解释，简而言之，就是肿瘤内部的缺氧条件，会使得HIF在肿瘤里含量上升，帮助肿瘤生存。
那么，抑制HIF-1就能使肿瘤细胞在缺氧环境中死亡，没有干细胞，肿瘤不会转移恶化。
目前，治疗多发性骨髓瘤和淋巴瘤的药物硼替佐米，有抑制HIF-1生成的作用，这一通路已经被用于肿瘤治疗。对于VHL基因异常的神经血管母细胞瘤的患者，抑制HIF-1，也可能是一个有效的治疗措施。
“除了治疗贫血和肿瘤以外，我更看好缺氧调节通路在心梗和脑梗等缺血缺氧性疾病中的应用，比如对于梗死部位的血管再生的促进作用等。”王月丹说。
新京报记者王俊
编辑陈思校对李立军
