JBC详解低氧下的细胞行为

　　细胞是如何在恶劣的条件下存活，是科学家们十分关注的一个研究课题。日前，利物浦大学的研究者们深入分析了细胞在低氧环境下的行为，文章发表在Journal of Biological Chemistry杂志上。这项研究将有望帮助人们对癌症等严重疾病进行更好的治疗。

　　低氧条件是指机体内的氧供应不足，这种条件会使细胞面临死亡的威胁，这样的情况常发生在局部缺血(ischemia)的患者体内。组织中的血液供给不足会引起局部缺血，导致患者出现坏疽或者瘫痪。

　　在这项新研究的基础上，人们有望通过控制帮助细胞存活的信号，防止局部缺血对组织造成损伤。此外，由于研究中的低氧水平与肿瘤内的环境相似，这一成果也有望帮助人们彻底摧毁癌细胞。

　　活细胞中存在着一个复杂的响应机制，能帮助它们在氧含量较低的条件下存活下来。这一机制主要受到一个转录复合物——低氧诱导因子HIF的控制。之后科学家们又发现，癌细胞也能利用HIF来适应肿瘤环境，高HIF-alpha水平在实体瘤中非常常见。

　　研究人员在只含有1%氧气的环境中进行了20小时的细胞培养，并通过活细胞成像技术实时观察了细胞中发生的应答。随后，他们对指导细胞应答行为的蛋白进行了建模和分析。

　　处于低氧条件下的细胞会努力适应新环境，逐渐发展出对低氧条件的抗性。结果是一部分细胞死去，而另一些细胞得以生存。在此之前，人们并不清楚这其中的具体机制。现在，研究人员通过监控细胞内的蛋白水平，向人们展示了这些蛋白对基因活性的影响，阐明了有助于细胞存活的最佳条件。

　　领导这项研究的细胞生物学家Dr Violaine See说：“这些发现将大大增进我们对肿瘤的理解。由于细胞生长速度超过了血液供给，肿瘤细胞长期处于低氧状态。”

　　研究人员指出，包括缺氧诱导因子HIF在内的细胞内部信号，控制着细胞对低氧环境的适应性应答。他们在低氧条件下，通过活细胞成像观察了HIF的暂时性表达(三小时)。研究显示，HIF的这种表达形式有重要的作用，可以避免p53依赖性促凋亡基因的转录，并由此阻止细胞走向死亡。

　　文章总结道，受到严格调控的HIF表达动态，会对控制细胞生死的关键信号通路产生重要影响。人们可以在此基础上，通过靶标HIF治疗与低氧有关的疾病，例如肿瘤和局部缺血等。