郭振清 李红强 隋爱霞 郭晓强

（1）河北科技师范学院农学与生物科技学院，秦皇岛 066004；2）河北省人民医院肿瘤科，石家庄 050051；3）河北体育学院运动人体科学系，石家庄 050041）

氧是地球上最重要的元素之一，在地壳含量最高（48.6%）；氧对生命而言更是至关重要，人体元素组成中65%为氧，高等生物主要依赖营养物质的氧化供能。生命在演变过程中形成一个完善的氧感知和低氧适应系统，以适应不同环境下氧含量变化［1］。由于在阐明这个系统过程中的奠定性贡献，三位科学家分享了2019年诺贝尔生理学或医学奖［2‑3］。

1 低氧信号通路

低氧信号通路核心分子为低氧诱导因子（hypoxia‑inducible factor，HIF），它由两种亚基组成，分别为HIF‑α 亚基和HIF‑β 亚基，其中HIF‑α亚基蛋白稳定性受氧浓度的严格调控，而HIF‑β亚基则与氧含量无关。氧含量正常时，HIF‑α亚基被脯氨酰羟化酶（prolyl hydroxylase domain，PHD）催化发生羟基化，进而被包含VHL（von Hippel‑Lindau）因子在内的泛素连接酶E3 实现泛素化修饰，最终被蛋白酶体降解；低氧状况下，PHD 酶活性降低，HIF‑α无法被羟基化和泛素化修饰，从而在细胞内聚集，随后进入细胞核与HIF‑β形成异二聚体， 通过与低氧应答元件（hypoxia‑responsive element，HRE）结合而激活靶基因表达［4‑5］，以增加低氧胁迫下细胞适应性（图1）。

低氧信号通路的阐明拓展和深化了对许多生理和病理过程的理解和认识。适当低氧适应对氧化损伤和炎症侵害如冠状动脉疾病、外周动脉疾病、伤口愈合、器官移植排斥以及结肠炎等均具有保护作用；低氧信号异常则往往造成疾病发生，如过弱可造成贫血等疾病，而过强则是癌细胞典型特征之一，有利于癌组织血管生成和营养物质摄取等。……