2019年诺贝尔生理学或医学奖授予威廉·凯林（William G. Kaelin）、彼得·拉特克利夫（Peter J. Ratcliffe）和格雷格·西门扎（Gregg Semenza），以表彰他们在理解细胞感知、适应氧气变化机制中的贡献。

诺贝尔大会成员兰德尔·约翰逊（Randall Johnson）表示，今年三位获奖人新发现的分子机制使加速或调控生命活动成为可能。

他们三人将会共享900万瑞典克朗（约650万人民币）的奖励。

他们是谁？

威廉·凯林听到来自斯德哥尔摩的获奖通知电话的铃声时，正独自一人在家

威廉·凯林，哈佛医学院教授，美国科学院院士，博士毕业于杜克大学，目前供职于哈佛医学院的丹娜-法伯癌症研究所，带领自己的实验室主攻肿瘤抑制蛋白功能方向。

得知获奖之后的彼得·拉特克利夫坐在办公桌旁，进行着手头的“欧盟协同资助”申请工作

彼得·拉特克利夫，牛津大学教授，2014英国年度荣誉骑士勋章获得者，毕业于剑桥大学，目前担任牛津大学纳菲尔德临床医学系主任，主要研究低氧状态下细胞的反应。

格雷格·西门扎在得知自己获奖之后所拍摄的照片

格雷格·西门扎，约翰霍普金斯大学教授，美国科学院院士，博士毕业于宾夕法尼亚大学，主要研究儿科、放射肿瘤学、生物化学、医学和肿瘤学。

为什么是这三位科学家获奖？

三位科学家揭示了机体适应不同氧气水平的分子机制，这一发现是科学理解氧气对动物重要性的重要补充。

氧气对细胞的重要性不言而喻，例如，将食物转化为身体所需能量的过程中，需要氧气，但细胞如何应对外界环境氧气变化的机制仍不清楚。

这三位科学家确定了调控机体适应不同氧气水平的基因，并确定了一种关键的调控分子——低氧诱导因子 （Hypoxia-inducible factors, HIF），从而能够帮我们了解多细胞机体如何感知和适应氧气水平的变化。

HIF是一个能感知氧的转录因子，包含HIF-α和HIF-β两个亚基。

在正常氧含量的情况下,HIF-α被特殊的脯氨酰基羟化酶（prolyl-hydroxylases，PHD）羟基化，然后被VHL肿瘤抑制物（E3泛素连接酶的成分）作为靶标降解。

在低氧或者VHL肿瘤抑制物不存在的情况下，HIF-α不被降解，进而形成了具有转录活性的HIF。

HIF作为一个转录因子，参与到多个生物过程，如产生更多的促红细胞生成素，使得血管形成、红细胞生成等等。它们的形成进而会产生更多的氧气，有可能促进肿瘤的生长。HIF与肿瘤的具体关系如何，HIF抑制剂在肿瘤上的未来应用，还有待确定。

这项研究多重要？

这些发现——其中一些可以追溯到20世纪90年代中期——已被证明是生理学至关重要的发现，并揭示了之前未知的关于细胞如何应对环境变化的机制。

这项工作为理解细胞代谢和生理功能奠定了新的基础，并促进了人类对机体代谢、免疫反应和运动适应能力的理解。

该发现为开发多种疾病的新疗法提供可能，包括痴呆、癌症、某些类型的贫血、心血管疾病等。

兰德尔·约翰逊将这项工作描述为“教科书级别的发现”，这将成为生命科学领域学生必学内容之一。

约翰逊说：“这项研究是理解细胞如何工作的基础，仅从这个角度来看，都是一件激动人心的事情。”

2016年获得拉斯克奖时，他们接受了采访

若你曾关注过诺奖风向标——拉斯克奖的话，当得知今年诺奖获奖消息，一点不意外。而且，2016年那会，2位科学家曾就此研究接受过《细胞》杂志专访，看看当事人怎么看这项重要的研究。

彼得·拉特克利夫表示，在做临床时，经常遇见血压低、肾脏容易受伤的情况。

为什么肾脏能够使促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)响应下降的氧气利用率，但是却不能响应下降的血流，这其中的原理估计只能看氧气感应的机制了。刚开始认为这种氧气感应机制应该只存在小范围内的细胞中。在那些没有促红细胞生成素的细胞中，应该是不存在的，但实验结果证明，在这些细胞中，也存在细胞感应氧气的机制。这说明细胞感知、适应氧气的机制在细胞中广泛存在。

威廉·凯林在接受采访时说：

“我一直在研究VHL（von Hippel-Lindau）综合征。后来VHL基因被克隆，我知道癌症与此基因是相关的，比如肾脏癌症。VHL相关的肿瘤经常使得身体产生更多的红细胞、更多的血管形成。血管形成和红细胞生成的共同之处在于低氧。后来经研究发现，HIF信号通路与细胞感知、适应氧气有关联。”

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