酸素生物学を読み解く—低酸素誘導性因子研究の今昔物語

はじめに

酸素はヒトの生命維持に必須な分子である。もう少し細かく述べると，酸素はヒトの細胞のアデノシン三リン酸（ATP）産生に必須な分子である。酸素が欠乏するとエネルギーが不足し，生体機能の維持ができなくなる。ミトコンドリアでの酸化的リン酸化，つまり電子伝達系に共役して起こる一連のATP合成反応において，酸素は電子の最終的な受容体として機能しており，酸素が不足すると，NADH（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）やFADH（還元型フラビンアデニンジヌクレオチド）といった一連の補酵素の酸化と，酸素分子の水分子への還元反応が立ち行かなくなる。その持続的な欠乏は，生体機能の失調を経て個体の死に至る。これが，古典的な酸素観である。

　しかし，このような古典的な酸素観は，ここ20年ほどの研究により見直しが進んでいる。哺乳類をはじめとする高等生物は，酸素が生命維持に必須な分子であるのに，その酸素を体内で生合成する仕組みをもたない。高等生物を構成する多臓器は常に「酸素不足」のリスクに曝されており，それ故，生体は低酸素に応答する仕組みを進化的に獲得してきた，とする考え方が支配的になってきている。