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發現氧氣感知及調節機制 揭細胞奧秘奪醫學獎 美英三傑開啟治癌新法
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itsctsu
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2019-10-8 10:19 AM
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發現氧氣感知及調節機制 揭細胞奧秘奪醫學獎 美英三傑開啟治癌新法
氧氣是生命必須元素，地球上所有動物都需要氧氣來將食物轉化成有用的能量。人類多個世紀前已知氧氣是重中之重，但細胞如何適應氧氣水平變化，卻很長時間是未解之謎。美英三位科學家發現細胞如何感知和適應不同氧氣水平的機制，亦開啟治療貧血和癌症等疾病新方法，奪得今年諾貝爾醫學獎。
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諾貝爾評審員之一的約翰遜講解得獎者的研究範疇。
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瑞典卡羅琳醫學院昨天宣佈，本年度醫學獎得主分別是美國癌症學家凱林（William G. Kaelin）、英國醫學家拉特克里夫（Peter J. Ratcliffe），以及美國醫學家塞門扎（Gregg L. Semenza），三人將平分900萬瑞典克朗（約714萬港元）獎金。
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評審之一約翰遜（Randall Johnson）解釋：「氧氣是生命的根本，基本上所有動物的細胞都用到氧氣。這個獎告訴我們細胞如何運作的基本真相。舉例說，運動時你消耗氧份會快得多，這裏就有一個掣，幫助細胞弄清楚得到多少氧氣和教它如何做。又例如中風，腦部突然缺氧，細胞如果要生存，就要找到方法適應那氧氣水平。」
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缺氧誘導因子調節反應
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在20世紀初，醫學界已知道人體缺氧時，體內紅血球生成素水平會升高，製造更多紅血球來增加吸收氧氣，但對氧氣如何控制這過程不甚了了。塞門扎首先研究紅血球生成素基因，發現當中主管適應缺氧狀態的脫氧核糖核酸（DNA）片段，他和拉特克里夫其後證明，這個感知氧氣的機制，差不多所有組織細胞都有，並發現會回應氧氣水平變化的基因，是由缺氧誘導因子（HIF）調節反應，並拆解HIF由兩種會跟DNA結合的蛋白組成，分別是HIF-1α和ARNT。
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凱林則提供另一重要線索，他研究導致一些家族遺傳性癌症的VHL基因異變時，發現該基因解讀的VHL蛋白，對癌細胞適應低氧狀態扮演重要角色。拉特克里夫其後證明VHL蛋白會跟HIF-1α互動，令後者在氧氣充足時快速降解，但在缺氧時藏在細胞核內免受降解。
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評審團指出，三人拆解細胞氧氣感知和適應機制，令科學界深入了解不同氧氣水平如何調節很多基本生理過程，如在低氧狀況下改變新陳代謝、增生血管和製造更多可帶氧的紅血球，氧氣感知亦被證明對胎兒發育很重要，因為它控制了血管和胎盤正常發育。
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相關新藥證有效治貧血
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這些新認知亦開啟治療很多疾病的新途徑，如透過增加HIF的功能，可加速傷口癒合、軟骨生長等，評審團指已有相關新藥在臨床研究證實對治貧血有效。另一方面，透過抑壓HIF，亦可能可對付不少病症，如癌症、中風、心臟病和肺動脈高壓等，評審團形容「很可能我們只是處於應用這些諾貝爾發現的開端」。
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法新社/路透社/諾貝爾獎官網
作者:
itsctsu
時間:
2019-10-8 10:20 AM
Gregg L. Semenza塞門扎（美國）
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發現製紅血球相關因子
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美國約翰斯霍普金斯大學醫學院教授塞門扎，突破性地發現能控制基因回應氧氣供應量變化的蛋白質「缺氧誘導因子-1」（HIF-1），對醫學界治療缺血性心血管疾病和癌症有莫大裨益。
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63歲的塞門扎曾就讀於哈佛大學，並赴賓夕凡尼亞大學攻讀醫學博士，現時在任教大學的細胞工程研究所擔任血管項目主任。塞門扎獲獎後憶起與同事在研究腎臟中一個罕有細胞種類的基因時，在實驗中發現一個與氧氣有關的因子「HIF-1」；當細胞的氧氣不足時，基因就會啟動紅血球生成素（EPO）控制紅血球製作。
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他說：「我們覺得很有趣，身體能夠對氧氣作出反應」。此發現可有助治療慢性腎臟病患者的腎臟，不再製作EPO時釀成的貧血。而且許多癌症牽涉到HIF-1過度表達，藉着找到藥物抑制它，更能左右某些癌症的轉移。他指未來數年或會有一種或更多相關藥物獲准生產。
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諾貝爾獎官網/美聯社
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William G. Kaelin凱林（美國）為創新抗癌策略立根基
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61歲的凱林昨日清晨接到得獎通知的來電，稱「作為科學家，在清晨5時接到很多號碼的來電，有時是很好的消息，我的心開始躍動，整件事有點超乎想像」。他表示仍未決定獎金如何使用，但透露會用作幫助別人。
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被問及工作有何實質成果，凱林指是他與另外兩名得獎者藉分子途徑為一種名為HIF的蛋白質界定趨同作用的研究，令HIF有機會可增可減。
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凱林1957年於美國紐約出生，早年於杜克大學取得數學和化學學士及醫學博士學位，現擔任哈佛大學醫學教授，多年來從事醫學和腫瘤研究工作。他的「凱林實驗室」研究多種腫瘤抑制蛋白質如何阻止腫瘤生長，為創新抗癌策略打下根基，如幫助研發藥物選擇性地殺死細胞，對癌症治療有很大貢獻。他在2016年獲頒有「美國諾貝爾獎」之稱的基礎醫學研究拉斯克獎和美國臨床腫瘤學會的腫瘤科學獎。美聯社
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Peter J. Ratcliffe拉特克里夫（英國）「做學問的人」不求成名
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拉特克里夫獲知得獎後留守電腦桌繼續為他的研究計劃向歐盟申請資助，「死線不等人！」他稱對得獎感到高興，因開始研究時完全沒想過獲獎，其研究範圍向來不流行，但他並不渴望成名，只想做好科學家的本份，「我們是做學問的人」。
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65歲的他是分子生物學家和臨床醫生，1972年赴劍橋大學的岡維爾與凱斯學院攻讀醫學，及後在牛津大學完成腎臟科專科醫生訓練。1989年他設立實驗室研究腎細胞因缺氧而分泌的紅血球生成素，發現人類和其他生物體的多個類型的細胞，也會因缺氧而啟動紅血球生成素和其他基因活動，並進一步發現細胞用以感應氧氣的一連串分子活動，不少腫瘤會透過破壞該些活動路徑，以創造新血管壯大。
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他說：「滿足感是來自發現一些永遠都會是正確的東西。作為科學家，我們努力，發現了這些東西，希望它有用。」
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2019-10-8 10:22 AM
得主港大門生：
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他研究純粹出於熱誠
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【本報訊】今年諾貝爾醫學獎得主之一塞門扎，是香港大學李嘉誠醫學院病理學系助理教授黃澤蕾的博士後研究導師。對於這位恩師，她形容是「好值得尊敬的科學家」，做研究沒想過拿諾貝爾獎，而是純粹出於對科學的熱誠。
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黃澤蕾指知名科學家大都非常繁忙，塞門扎卻很重視和照顧實驗室每一個門生，每周都跟每人談論個多小時，解答他們在研究遇上的疑難並加以鼓勵。她說從他的嚴謹治學和對科學的好奇心學到很多，而她在實驗室的最後一日，塞門扎特別跟她和同事在校園四處拍照留念（圖），離開多年後仍跟她通電郵，對她的著作和建立自己的實驗團隊加以鼓勵。
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黃澤蕾10年前在美國約翰斯霍普金斯大學參與的研究，是針對乳癌擴散，指乳癌腫瘤很多位置沒有血到，但由於HIF在缺氧環境發揮作用，令乳癌細胞可以擴散至肺部，透過找出抑制乳癌細胞HIF的機制，就可開發藥物用於乳癌病人。
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而她現時在港大的研究，是針對肝癌，指肝癌是香港最常見癌症之一，但外國少類似研究。她的研究是發現肝癌細胞如何透過HIF，在缺氧環境下適應和迅速增長，透過找出具體的機制，發現多個分子目標，可針對性開發新藥。
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細胞氧感知機制應用廣泛
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她指細胞氧氣感知適應機制，現時在香港是甚為流行的研究概念，除了肝癌，亦有人用於心血管病、幹細胞、疾病模型和其他癌症研究，反映今年得主的研究有廣泛應用。
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