諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)日前授予David Julius和Ardem Patapoutian，以表彰他們?cè)凇鞍l(fā)現(xiàn)溫度和觸覺(jué)感受器”方面的貢獻(xiàn)。

兩位學(xué)者聚焦人類感官，尤其是人們對(duì)熱、冷和觸摸的感知能力，這些感官影響著我們的生存能力，影響我們與周圍世界的互動(dòng)。有些人會(huì)把感官當(dāng)成與生俱來(lái)，可一旦失去，才會(huì)知道它們于我們而言有多么重要。

卡羅林斯卡學(xué)院諾貝爾大會(huì)負(fù)責(zé)人Thomas Perlmann教授說(shuō)，“他們解鎖自然奧秘”，讓我們可以從分子角度了解感官背后的機(jī)制。諾貝爾大會(huì)上引用了兩篇論文，正是這兩篇論文讓諾貝爾獎(jiǎng)最終花落兩位學(xué)者。它們分別發(fā)表在《細(xì)胞》(Cell)和《神經(jīng)元》(Neuron)上，這兩本雜志均由愛(ài)思唯爾的Cell Press細(xì)胞出版社出版。

自從17世紀(jì)，數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家勒內(nèi)·笛卡爾在他的論文《人類》中首次解鎖自然奧秘以來(lái)，我們一直孜孜不倦，探索未知。笛卡爾的理論說(shuō)，身體的不同部分是用一根“線”串聯(lián)起來(lái)的，比如腳和大腦，如果腳暴露在明火下，大腦就會(huì)做出反應(yīng)，區(qū)分何為灼燒與溫暖。

這些想法后來(lái)由Joseph Erlanger和Herbert Gasser證實(shí)，他們獲得了1944年的諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，因其“發(fā)現(xiàn)了對(duì)不同刺激做出反應(yīng)的不同類型的感覺(jué)神經(jīng)纖維”。?

熱的感覺(jué)??

要說(shuō)Julius教授開(kāi)始嘗試?yán)斫庥|覺(jué)的分子機(jī)制（以及疼痛的產(chǎn)生)，當(dāng)始于人們能在廚房發(fā)現(xiàn)的一種香料：辣椒——特別是辣椒及其化學(xué)化合物辣椒素。這種來(lái)自紅辣椒的刺激性化合物在切碎加入晚餐中時(shí)，會(huì)在嘴里或指尖引起燒灼感。

Julius教授隨即和同事們分解了它的脫氧核糖核酸結(jié)構(gòu)，并繪制了辣椒素在感覺(jué)神經(jīng)元中的表達(dá)方式。這些神經(jīng)元依次對(duì)疼痛、熱量和觸摸做出反應(yīng)，保持著關(guān)閉和打開(kāi)兩種狀態(tài)。在一系列深入測(cè)試之后，團(tuán)隊(duì)終于在神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)了能夠使細(xì)胞對(duì)辣椒素敏感的單一離子通道或受體:TRPV1。這也解釋了為什么吃辣椒的時(shí)候，我們經(jīng)常會(huì)感到一種痛苦的灼熱感。

值得一提的是，Julius教授和Patapoutian教授兩人均通過(guò)自己的獨(dú)立研究發(fā)現(xiàn)了一種全新的、與TRPV1完全相反的受體，這一新受體TRPM8證實(shí)是通過(guò)寒冷激活的。

體會(huì)觸摸??

在Julius教授發(fā)現(xiàn)TRPM8后，Patapoutian教授繼續(xù)研究細(xì)胞如何通過(guò)機(jī)械刺激對(duì)觸摸做出反應(yīng)，比如給朋友或家人一個(gè)擁抱。

諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)成員Abdel El Manira教授在宣布獲獎(jiǎng)后說(shuō)，過(guò)去一年的新冠疫情讓我們不得不保持一定的社交距離，“我們錯(cuò)過(guò)了觸覺(jué)，錯(cuò)過(guò)了擁抱給彼此的溫暖”。他還說(shuō)：“擁抱的過(guò)程中，這些受體會(huì)給我們帶來(lái)一種溫暖的感覺(jué)，一種彼此親近的感覺(jué)。”

通過(guò)一系列艱難的測(cè)試，Patapoutian教授團(tuán)隊(duì)成員首次發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)胞通道。當(dāng)用微型吸管戳單個(gè)細(xì)胞時(shí)，它會(huì)發(fā)出可測(cè)量的電信號(hào)（微型吸管是實(shí)驗(yàn)室中的重要儀器，用于精確轉(zhuǎn)移大量液體）。通過(guò)逐個(gè)滅活基因發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)機(jī)械敏感性的基因，而在找到合適的受體之前，共進(jìn)行了72次嘗試。這一通道隨后被命名為PIEZO1，也就是希臘語(yǔ)中壓力的意思?(píesi)。

為了進(jìn)一步加深我們對(duì)溫度的理解，Patapoutian教授在觸覺(jué)領(lǐng)域的研究也為我們感知身體的位置和運(yùn)動(dòng)提供了重要的見(jiàn)解，這就是本體感覺(jué)。他對(duì)觸覺(jué)和本體感覺(jué)的研究也被用于開(kāi)發(fā)包括慢性疼痛在內(nèi)的多種疾病治療方法。

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https://mp.weixin.qq.com/s/OZZfR2cGyVR50Hoo4xuRBA

David Julius

• Current Opinion in Neurobiology

Lessons from peppers and peppermint: The molecular logic of thermosensation?(2003)

• Neuron

The cloned capsaicin receptor integrates multiple pain-producing stimuli?– Open Archive (1998)

Ardem Patapoutian

• Cell

A TRP channel that senses cold stimuli and menthol?– Open Archive (2002)

• Current Opinion in Neurobiology

From chills to chilis: mechanisms for thermosensation and chemesthesis via thermoTRPs?– Open Access (2007)

• Molecular and Cellular Neuroscience

More than cool: Promiscuous relationships of menthol and other sensory compounds?(2006)