2019诺贝尔医学奖到底发现了什么?
▲William G. Kaelin教授(左)、Peter J. Ratcliffe教授(中)、以及Gregg L. Semenza教授(右)(图片来源:The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2019, Retrieved October 7, 2019, from: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/summary/)
2019年10月7日诺贝尔生理学或医学奖公布,原来今年的诺贝尔医学奖与我们佰瑞健都有或多或少的关系呢!
三位教授因为研究发现细胞如何感应和适应氧气供应——氧气感知通路而摘得殊荣,这一通路对人类以及大多数动物的生存而言,都至关重要。这一开创性发现为我们揭示了细胞如何感知并适应不断变化的氧气供应的分子机制,也为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。
HIF-1α——细胞适氧的开关
氧气是维持生命最基本的适应机制,其重要性已在多个世纪前被我们所了解,但长期以来人们一直不清楚细胞如何适应氧气水平的变化。诺贝尔获奖者们发现,在细胞内存在一种叫缺氧诱导因子(Hypoxia-inducible factors, HIF)的蛋白质家族,其中有一名成员HIF-1α,它像开关一样调节细胞对缺氧状态的生理适应。
当氧气水平正常时,细胞中几乎不含HIF-1α,因为一种被称为蛋白酶体的细胞器像吸尘器一样清理掉细胞内的HIF-1α(这台“吸尘器”的发现者被授予2004年诺贝尔化学奖);但是,当氧气含量较低时,HIF-1α的量增加,打开控制开关,激活下游一系列基因转录机制,帮助细胞适应低氧环境。
HIF-1α与疾病治疗
氧气感知通路使细胞能够采取各种手段调整其新陈代谢方式以适应低氧水平,例如,新血管的产生和红细胞的生成,我们的免疫系统和许多其他生理功能也可以通过氧气感知机制进行微调。
氧气感知通路是许多疾病的核心。例如,提高HIF-1α蛋白的水平来治疗患有慢性肾功能衰竭患者的严重贫血;肿瘤细胞利用氧气感知通路来刺激血管形成并重塑新陈代谢,从而使癌细胞有效增殖,因此抑制HIF-1α蛋白的水平或功能,成为抗癌药物研发的重要方向之一。
获奖的氧气感知通路在生理学中具有根本的重要性,例如对于我们的新陈代谢、免疫反应和适应运动的能力。许多病理过程也受到影响。我们正在不断努力开发可以抑制或激活氧调节机制的新药,以治疗贫血,癌症和其他疾病。
白藜芦醇调控HIF-1α功能
白藜芦醇在动物实验中被证明能够抑制HIF-1α的表达。
在一项动物实验中,白藜芦醇对大鼠肝脏内的HIF-1α和VEGF基因表达有抑制作用,预防肿瘤的生长和转移,有望成为预防肝癌的有效药物。
体外实验中,白藜芦醇可能通过多种途径抑制HIF-1α和VEGF基因表达,从而抑制人类卵巢癌的进展和血管生成,其机理包括通过增加蛋白酶体途径降解从而抑制HIF-1α蛋白水平。
在2017年的另一项乳腺癌体外实验中,白藜芦醇类化合物可抑制乳腺癌细胞HIF-1和VEGF基因表达,从而减少血管生成和实体瘤的生长。
氧气对细胞能量供给至关重要
感谢诺奖得主替我们发现细胞如何感知氧气供给的关键开关,我们更要清楚氧气对于细胞能量产生是至关重要的。细胞内有一个小小的发动机叫线粒体,在线粒体内发生一系列的呼吸链反应将氧气转化为能量ATP,细胞得以马力十足地在各器官工作。
目前科学家们已知,线粒体的功能减弱是导致细胞及人体衰老的根源。佰瑞健研发的R-Cell中六大成分组成三队救援小组,进入细胞精准作用在线粒体这台老旧的发动机,实行“三包”——包修、包退、包换。为细胞注入年轻活力!
延伸阅读
Zhang, M., Li, W., Yu, L., & Wu, S. (2014). The suppressive effect of resveratrol on HIF-1α and VEGF expression after warm ischemia and reperfusion in rat liver. PloS one, 9(10), e109589. doi:10.1371/journal.pone.0109589
Zhang Q, Tang X, Lu QY, Zhang ZF, Brown J, Le AD. Resveratrol inhibits hypoxia-induced accumulation of hypoxia-inducible factor-1alpha and VEGF expression in human tongue squamous cell carcinoma and hepatoma cells.Mol Cancer Ther. 2005 Oct; 4(10):1465-74.
Kim, D.H., Sung, B., Kim, J., Kang, Y.J., Hwang, S.Y., Hwang, N. ... Kim, N.D. (2017). HS-1793, a resveratrol analogue, downregulates the expression of hypoxia-induced HIF-1 and VEGF and inhibits tumor growth of human breast cancer cells in a nude mouse xenograft model. International Journal of Oncology, 51, 715-723.
文章来源自公众号 佰瑞健国际 RejunBio