
俗話(huà)說(shuō),人活一口氣;而今年諾貝爾獎獲得者開(kāi)創(chuàng )性的發(fā)現,解釋了這口氣通過(guò)缺氧誘導因子(HIF)如何對細胞新陳代謝模式進(jìn)行調控的。
比方,劇烈運動(dòng)缺氧時(shí),通過(guò)HIF的控制,肌肉細胞適應低氧水平的新陳代謝,轉為通過(guò)無(wú)氧呼吸的糖酵解模式獲得能量【肌肉酸痛一部分原因是糖酵解呼吸過(guò)程中釋放的乳酸所致】。
【 2019年諾貝爾獎獲得者開(kāi)創(chuàng )性發(fā)現:破解氧氣感應機制謎題http://news.cctv.com/2019/10/08/ARTIJjfGN7VpZo4Yjat9OKDm191008.shtml】
“1995年,塞門(mén)扎發(fā)現缺氧誘導因子由兩種不同的DNA結合蛋白組成,這兩者分別被命名為HIF-1a和ARNT。
當氧氣水平很高時(shí),細胞中幾乎不含HIF-1α。但是,當氧含量低時(shí),HIF-1α的量增加,因此它可以結合并調節促紅細胞生成素EPO基因以及其他具有HIF結合DNA片段的基因。
幾個(gè)研究小組表明,通常能迅速降解的HIF-1α在缺氧條件下降解減緩。然而,在正常氧氣水平下,一種被稱(chēng)為蛋白酶體的細胞機器也會(huì )降解HIF-1α。在這種情況下,一種小肽泛素被添加到HIF-1α蛋白中,而泛素的主要功能是標記需要分解掉的蛋白質(zhì)。但泛素如何以氧依賴(lài)的方式結合HIF-1α,仍然是一個(gè)核心問(wèn)題?!?br data-filtered="filtered">
高氧或低氧時(shí),HIF-1α降解的快或慢,細胞中含量的低或高,似乎不是一個(gè)問(wèn)題,這是正常細胞可正常自動(dòng)調節的。
問(wèn)題可能是,在“正?!毖鯕馑较?,HIF-1α降解的快或慢,在細胞中含量的低或高,才會(huì )是一個(gè)重大問(wèn)題。癌細胞的新陳代謝就是在表觀(guān)氧氣水平正常的情況下,卻呈現低氧代謝的特征的。
在對馮·希佩爾·林道氏?。╒HL疾?。┑难芯恐?,研究人員發(fā)現這種遺傳疾病會(huì )導致有遺傳性VHL基因突變的家庭罹患某些癌癥的風(fēng)險急劇增加。
而“凱林的研究表明,VHL基因能編碼一種可預防癌癥發(fā)作的蛋白質(zhì),缺乏功能性VHL基因的癌細胞會(huì )異常高水平表達低氧調節基因,但當VHL基因重新引入癌細胞后,則恢復了正常水平?!?br data-filtered="filtered">
這個(gè)現象說(shuō)明,在正常氧氣水平下,異常高水平表達的缺氧誘導因子HIF與癌細胞的存在有關(guān)。
“這是一個(gè)重要線(xiàn)索,表明VHL以某種方式參與了對缺氧反應的控制。然后,拉特克利夫和他的研究小組又做出了一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現:證明VHL可以與HIF-1α相互作用,并且是正常氧水平下降解所必需的。這一成果最終將VHL與HIF-1α直接聯(lián)系起來(lái)?!?/p>
2001年,在兩篇同時(shí)發(fā)表的文章中,凱林和拉特克里夫表明,在正常的氧氣水平下,羥基會(huì )添加在HIF-1α的兩個(gè)特定位置處。
羥基與氧氣的化學(xué)關(guān)系是:
O2 + 2H2O + 4e ===4OH-(羥基)
添加羥基OH-后的HIF-1α,使VHL能夠識別并結合到HIF-1α,條件是上述化學(xué)關(guān)系成立,即氧氣水平正?;蚱?,由此解釋了正常氧水平下VHL控制HIF-1α降解的條件。但是,如果VHL缺失,HIF-1α則在高氧或正常氧水平下也還是無(wú)法降解;必然導致HIF-1α的高表達??赡苁沁@種高表達迫使細胞進(jìn)入糖酵解呼吸模式,并最終“穩定”于癌細胞的存在。
“氧調節機制在癌癥中具有重要作用。在腫瘤中【無(wú)所謂腫瘤類(lèi)型】,利用氧氣調節機制【增高缺氧誘導因子的含量和表達】刺激血管形成并重塑新陳代謝【糖酵解呼吸模式】,從而使癌細胞有效增殖?!?/p>
涉及癌癥的治療,從2019諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎可以得出的最重要的結論之一是,不管癌細胞的類(lèi)型,癌細胞都會(huì )異常高水平表達低氧調節基因,使得在正?;虻脱跛较?,癌細胞采用低氧狀態(tài)下的糖酵解模式進(jìn)行呼吸反應。
終于,人類(lèi)向正確的癌癥治療方向靠近了一點(diǎn)。
終于,可以確認、確定癌細胞的同質(zhì)性在于,癌細胞由于缺氧誘導因子HIF的異常高表達導致的無(wú)氧呼吸反應【與正常細胞的有氧呼吸反應相對應】。有了同質(zhì)性方向,癌癥治療就可以實(shí)現統一,進(jìn)退有據。
結論之二,2019諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎,間接地證明了博獅組合物所選擇的方向是正確的:抑制癌細胞與高表達的HIF對應的呼吸反應、改善低氧微環(huán)境。~博獅組合物的應用已經(jīng)走在HIF可用于癌癥領(lǐng)域的前面了。
【 從愛(ài)因斯坦創(chuàng )立統一場(chǎng)論,談癌癥治療的統一路徑https://www.meipian.cn/20vc98m6?share_depth=1
癌細胞的異質(zhì)性、同質(zhì)性問(wèn)題
https://www.meipian.cn/2ahr94vs?share_depth=1】
那么,同一片藍天下,正常的呼吸,怎么會(huì )出現異常的低氧微環(huán)境?
低氧微環(huán)境的第一推動(dòng)力:
癌細胞經(jīng)基因突變先生成,通過(guò)其代謝反應分泌出乳酸,酸化微環(huán)境。在酸性環(huán)境中,氧氣通過(guò)得電子反應轉化為水,減少了氧氣的含量,也減少了由氧氣產(chǎn)生羥基的量【見(jiàn)上述反應方程式】:
O2+ 4H+ +4e-=2H2O E=+1.229V
該反應與氫離子濃度(酸度)有關(guān)。
或在酸性環(huán)境中,血液pH值降低,血紅蛋白結合氧能力降低(血紅蛋白釋放氧能力增高),使氧氣提前釋放,無(wú)法深入攜帶足夠的氧氣進(jìn)入癌組織深部和毛細血管前端。癌組織中毛細血管內的氧氣或許只夠毛細血管自身細胞的有氧呼吸的代謝需求,且該部分氧氣維持癌組織中毛細血管細胞本身不會(huì )進(jìn)入無(wú)氧代謝模式【癌細胞代謝模式】。如果癌組織內的毛細血管本身癌變,則癌組織將無(wú)法得到營(yíng)養物質(zhì)?
亦或,先有尚未知來(lái)源的酸性環(huán)境,導致氧氣得電子轉化為水,或血紅蛋白提前放空氧氣,使得細胞環(huán)境低氧,誘導了正常細胞癌變,癌變后的細胞進(jìn)一步促進(jìn)環(huán)境的酸化,呈現惡性循環(huán)。
上述與氧氣有關(guān)的過(guò)程,或可解釋在所謂正常的氧水平條件下,癌細胞實(shí)際是處在低氧水平的狀態(tài),此時(shí)缺氧誘導因子HIF異常高表達和含量增高,促成一系列細胞新陳代謝的變化。
不管怎樣,癌細胞的無(wú)氧呼吸反應分泌乳酸,酸化其微環(huán)境,進(jìn)而導致低氧環(huán)境,低氧環(huán)境通過(guò)缺氧誘導因子HIF的作用進(jìn)一步維持和促進(jìn)癌細胞的無(wú)氧呼吸反應,其中或因或果,或互為因果循環(huán)。
博獅組合物,可以直接抑制癌細胞的無(wú)氧呼吸反應,另外,增加血液堿性避免酸性環(huán)境對低氧環(huán)境的誘導,增加羥基數量【從而促進(jìn)HIF-α的降解】,使微環(huán)境不利于癌細胞的生存。
一點(diǎn)聯(lián)想:
1、肺部有病灶的情況下,不應該進(jìn)行導致強缺氧的鍛煉,因為缺氧有利于癌細胞的代謝反應。
2、抽煙造成肺部相對低氧環(huán)境,有利于細胞改變呼吸方式,“穩定”于癌細胞的呼吸方式,即癌變。
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下一個(gè)問(wèn)題,為什么癌組織內的毛細血管本身不發(fā)生癌變,從而破壞其營(yíng)養輸送網(wǎng)絡(luò )?
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