细胞如何感知氧气水平的发现获得诺贝尔奖
10月7日早上，我收到同事发来的信息，说“HIF获得了2019年诺贝尔生理学或医学奖”。对于像我这样的年轻研究人员来说，这是一个令人兴奋的消息，我们正开始研究缺氧，细胞中的氧气水平很低。
如果你想知道这到底是什么意思，HIF，还是低氧诱导因子是一种蛋白质，在细胞内增加氧含量掉落，帮助细胞存活。
今年的获奖者诺贝尔生理学或医学奖是威廉·g·凯林哈佛医学院的教授彼得·j·拉特克利夫爵士牛津大学和格雷格·l·塞门扎约翰霍普金斯大学教授。他们因开创性的研究而获奖细胞感知和适应低氧气条件。
我是匹兹堡大学的生物学家我的同事和我研究低氧水平如何影响细胞的交流方式，以及这对代谢疾病的影响，如肥胖、2型糖尿病和糖尿病癌症．
了解细胞在低氧环境(比如肿瘤)中如何相互交流，对于了解癌症如何生长和进展至关重要。这三位杰出科学家的开创性工作为我和其他许多人的疾病研究奠定了基础。
细胞内的氧通量
适应不同的氧气水平是地球上大多数生命形式的关键进化适应之一。每一个细胞人体它的正常功能需要氧气。
环境和身体的生理状态都决定了细胞能获得多少氧气。例如，在较高的海拔，氧气的有效性降低。这对登山者来说尤其重要，他们必须适应海拔，以帮助他们的身体增加血液中的携氧能力。这是必须避免的高山病以及其他与海拔有关的健康问题，如肺部和脑部疾病。
人体内的氧气水平不断波动，这取决于个人是在吃还是在禁食，是在运动还是在休息，甚至是在紧张还是平静。例如，在运动时，肌肉的供氧量增加以提供能量。这使得肝脏等其他器官的氧气减少。
在许多疾病中，血管损伤会减少受影响器官的血液供应，从而减少氧气供应，这可能会使患者病情加重。因此，细胞内的氧气水平对健康人和病人都很重要。
感知氧气对健康和疾病至关重要
如果氧气对生存如此重要，那么人体如何应对这些快速而持续的波动呢?
在20世纪90年代初，西门而且拉特克利夫独立研究人员发现，细胞通过制造更多的蛋白质来适应氧气水平的变化低氧诱导因子- 1或HIF-1。当氧气水平降低时，HIF蛋白通过改变许多基因的活性来抑制细胞的耗氧过程，从而使细胞能够快速适应低氧环境并在低氧环境中生存。
几年后，Kaelin而且拉特克利夫描述了细胞中的氧水平如何调节HIF-1的产生量。
在他们开创性的发现之后，大量研究来自世界各地的研究人员包括我们的揭示了这种蛋白质的许多作用如何保持身体健康疾病氧气感应系统坏了就会发生。目前已知hif在许多不同类型的细胞中控制各种不同的功能，包括免疫细胞、脑细胞和癌细胞。
在过去十年中，研究人员已经证明了这一点hif在促进肿瘤生长中起着关键作用．癌细胞分裂和生长迅速，对营养和氧气的需求更大。但是为肿瘤供血的血管无法跟上癌细胞的生长。
聪明的癌细胞通过产生大量的HIF蛋白存活下来。HIF蛋白触发癌细胞代谢变化，并将其切换到低氧低能量模式。这有助于癌细胞存活在氧气和营养贫乏的条件下，继续生长和扩散。
一些研究甚至显示了增加HIF在癌细胞中的作用诱发化疗耐药．因此，制药公司现在针对低氧诱导因子用于治疗多种癌症。
很多疾病，比如脂肪肝代谢和心血管疾病也与各种组织中HIF蛋白水平的升高有关。动物研究支持从特定组织中去除HIF的策略靶向HIF的治疗价值在代谢疾病．
由于氧气参与所有细胞过程，细胞能够检测到氧气水平的变化并对其做出快速反应的机制的发现已经彻底改变了生物医学研究，并有助于确定各种疾病治疗的新靶点。bob88体育平台登录
