细胞、组织和有机体对氧气的反应是动物最核心、最重要的生理适应之一，2019年诺贝尔生理学或医学奖已共同授予William G. Kaelin Jr、Sir Peter J. Ratcliffe 和Gregg L. Semenza，他们发现了细胞如何感测和适应氧气的利用。如图所示：缺氧条件下，HIF-1(缺氧诱导因子)复合体结合到基因组的缺氧调节基因序列（HRE）上，激活了与适应缺氧环境有关的基因表达[1]；在常氧含量下，HIF-1α被蛋白酶体迅速降解[2]，降解过程中，涉及到氧依赖性的羟基化过程[3]，羟基化使HIF-1α可以被VHL复合体识别[4]。

当周围的氧气水平发生变化时，动物细胞会经历基因表达上的明显改变。从而改变细胞新陈代谢，组织重塑，甚至组织反应。

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