2019首个诺贝尔奖:解密细胞如何“感知”氧气( 四 )

比如在一些癌细胞或者在胚胎发育过程中,这些细胞因为生长比较迅速,会出现缺氧状态,从而激活感知信号通路:

“通路就会做出调整措施,包括让细胞分泌一些因子来促使新血管的生成,获得氧气;另外也会促使细胞能够坚持活下来。如果没有这个信号通路,一旦缺氧,细胞就有可能死亡,或者进入一种完全不生长的不健康的状态。不管是正常生理还是疾病,这种信号通路对于细胞是非常重要的。”

抗癌通路?

当氧气水平很高时,细胞中几乎不含HIF-1α。但是,当氧含量低时,HIF-1α的量增加,因此它可以结合并调节EPO基因以及其他具有HIF结合DNA片段的基因。几个研究小组表明,通常迅速降解的HIF-1α在缺氧条件下可以防止降解。

在正常的氧气水平下,一种被称为蛋白酶体的细胞机器降解了HIF-1α。在这种条件下,一种小肽泛素,被添加到HIF-1α蛋白。泛素用作在蛋白酶体中降解的蛋白质的标签。泛素如何以氧依赖性方式结合HIF-1α仍然是一个关键问题。

答案来自一个意想不到的方向。大约在Semenza和Ratcliffe探索EPO基因的调控的同时,癌症研究员William Kaelin,Jr.正在研究一种遗传综合征,即von Hippel-Lindau病(VHL病)。这种遗传疾病会导致遗传性VHL突变的家庭罹患某些癌症的风险急剧增加。

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