發現細胞感知氧氣變化 美英三傑獲醫學諾獎

（星島日報報道）瑞典卡羅琳醫學院昨日宣布，美、英三名科學家，因發現細胞如何感知及適應氧氣水平的變化，包括釐清細胞在低氧環境的生存之道，而獲得今年的諾貝爾醫學獎。他們的發現為應對貧血、癌症等多種疾病，探索出新路。

今年的諾貝爾生理學或醫學獎，授予美國科學家凱林（William Kaelin）、塞門扎（Gregg Semenza）和英國科學家拉特克利夫（Peter Ratcliffe），以表彰他們在「發現細胞如何感知和適應氧氣供應」方面所做出的貢獻。評獎委員會說，動物需要氧氣才能將食物轉化成有用的能量，人們了解氧氣的基礎性重要作用已有數個世紀，但細胞如何適應氧氣水平變化長期不為人知。今年的三名獲獎科學家發現了「細胞如何感知和適應不斷變化的氧氣供應」，並確認了「能夠調節基因活性以適應不同氧氣水平的分子機制」。他們開創性的研究成果「揭示了生命中一個最基本的適應性過程的機制」，為我們理解氧氣水平如何影響細胞新陳代謝和生理功能，奠定了基礎。

評獎委員會強調，今年的獲獎成果為人類開發出「有望對抗貧血、癌症以及許多其他疾病的新策略鋪平了道路」。六十一歲的凱林現任職於哈佛大學醫學院和霍華德·休斯醫學研究所。六十五歲的拉特克利夫任職於英國牛津大學。六十三歲的塞門扎任職於美國約翰霍普金斯大學。三人將分享九百萬瑞典克朗（約七百一十六萬港元）獎金。

為了解細胞如何因應缺氧狀況，塞門扎的研究發現促紅血球生成素（EPO）的基因，該激素是一種在氧氣水平低下時會產生更多紅血球的激素，而EPO基因表現與兩種蛋白質有關。其中一種蛋白質（HIF-1）在低氧狀態下能穩定表現，進一步促進細胞基因表現，但氧氣充足時，HIF蛋白因降解失去作用。凱林和拉特克利夫的研究則鑑定出另一種蛋白質VHL，該蛋白質可在氧氣充足時促進HIF-1降解。三名獲獎者共同揭示了細胞氧氣感應的動態平衡。

台北醫學大學醫學系生化學科教授黃彥華表示，缺氧誘發因子（HIF）是人體生理發育重要關鍵因子，在細胞處於低氧狀態時穩定表現，促進細胞因應低氧狀態下的基因表達；在病理上，HIF蛋白也表現於癌細胞，特別是固體腫瘤，可促進血管增殖、在無氧代謝等細胞基本代謝調節中扮演關鍵角色。黃彥華解釋，當身體細胞氧氣充足狀態下，氧氣會修飾HIF蛋白，讓HIF蛋白不穩定被降解掉；但如果缺氧，HIF蛋白就能穩定存在，進而誘發一系列反應讓身體適應缺氧狀態。

以腫瘤發育來說，黃彥華表示，本來對於胚胎發育至為重要的HIF機制，被聰明的癌細胞綁架，因腫瘤內部缺乏血管導致細胞缺氧，低氧環境會誘發HIF-1反應，導致血管內皮細胞生長因子（VEGF）過度表達致血管新生，幫助癌細胞得到養分，導致腫瘤愈長愈大、更為惡性。了解生物細胞感知氧氣、適應低氧環境，對癌症治療扮演重要角色。黃彥華表示，現在許多治癌的納米用藥希望把藥物帶進固態腫瘤裏，破壞缺氧誘發因子穩定性，藉此抑制血管新生達到治療目的。

癌症腫瘤會利用人體調節適應氧氣的機制，控制血管的生成，讓癌細胞擴散。諾貝爾委員會表示，有多項實驗正在進行，以研發能中斷這項進程而可能阻止腫瘤增生的藥物。

三人的研究有助了解人體處於低氧狀態時，細胞的獨特調節過程，這有助於我們運動時讓肌肉發揮功能，以至於適應高海拔的生活。細胞對氧氣的感知能力在胎兒發育和製造新血管時也很重要。許多疾病與EPO有關，包括腎衰竭與嚴重貧血。

凱林昨日清晨在半夢半醒之間接到從斯德哥爾摩打來的電話。他說：「作為一個科學家會有警覺心，如果清晨五時接到來電顯示很多位數號碼的電話，有時候是非常好的消息。我的心開始跳很快，有點超現實的感覺。」拉特克利夫說，得知獲獎消息時，人正在牛津大學的辦公室中撰寫申請補助計畫書。他說，氧氣對細胞的影響「一直不是流行的研究領域，在這段旅程中，甚至備受他人懷疑」。瑞典今日會公布物理學獎得主。