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在20世纪早期,生理学家和生物化学家就动物和人类组织细胞对其所处的环境氧浓度变化是如何应答的进行了深入的研究,并设计出一条氧感受器-信号传导-效应基因的低氧反应通路的模式。随着对低氧信号通路的研究,氧感受器的定义不再局限于以往的外周感受器（如颈动脉体、主动脉体等）和中枢感受器（延髓腹外侧细胞群）,也不再集中于某一具有感受氧浓度变化的组织结构,而已延伸到存在于某些细胞或由其分泌的一些因子（如HIF-1α）或单一分子结构（如CO）。