一年一度的諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)時(shí)間到了。北京時(shí)間10月4日下午5點(diǎn)30分，2021諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果揭曉。

據(jù)央視新聞報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月4日，在瑞典首都斯德哥爾摩卡羅琳醫(yī)學(xué)院，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)總秘書長托馬斯·佩爾曼宣布， 2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予戴維·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安，以表彰他們在“發(fā)現(xiàn)溫度和觸覺感受器”方面作出的貢獻(xiàn)， 兩位獲獎(jiǎng)?wù)邔⒎窒?000萬瑞典克朗獎(jiǎng)金（約合736萬元人民幣）。

他們?yōu)槭裁传@獎(jiǎng)？

評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)說，人們對(duì)熱、冷和觸覺的感知能力對(duì)生存至關(guān)重要，支撐著我們與周圍世界的互動(dòng)。在日常生活中，我們認(rèn)為這些感覺理所當(dāng)然，但神經(jīng)沖動(dòng)是如何產(chǎn)生的，從而使溫度和壓力可以被感知？今年的諾貝爾獎(jiǎng)得主解決了這個(gè)問題。

大衛(wèi)·朱利葉斯利用辣椒素（一種從辣椒中提取的刺激性化合物，能產(chǎn)生灼燒感）來識(shí)別皮膚神經(jīng)末梢上對(duì)熱做出反應(yīng)的感應(yīng)器。阿登·帕塔普蒂安利用壓力敏感細(xì)胞發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)皮膚和內(nèi)部器官的機(jī)械刺激作出反應(yīng)的新型感應(yīng)器。這些突破性的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了激烈的研究活動(dòng)， 使得人們對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)如何感知熱、冷和機(jī)械刺激的理解迅速增加。 兩位獲獎(jiǎng)?wù)咧赋?，在人們理解感官與環(huán)境之間復(fù)雜的相互作用時(shí)，存在著關(guān)鍵的缺失環(huán)節(jié)。

微信公眾號(hào)“原理”進(jìn)一步解釋道，提到辣的東西，我們都會(huì)有一種“熱”的感覺，紅辣椒會(huì)讓你嘴巴感覺灼燒，吃完辣椒第二天“身體末端”很有可能也會(huì)經(jīng)歷火辣辣地疼。神奇的是，還有一些東西會(huì)讓我們覺得“冷”，比如薄荷。

辣椒中的辣味來自一種叫辣椒素的物質(zhì)。早先，一些科學(xué)研究表明，在辣椒素和高溫的刺激下，一部分感覺神經(jīng)元變得活躍。然而，關(guān)于其作用的具體機(jī)制一直存在爭議。直到1997年， 朱利葉斯在感受疼痛的神經(jīng)元上識(shí)別出了受體分子TRPV1，并證明它能被高溫和辣椒素激活，才揭開了答案。而這也解釋了辣總是和熱聯(lián)系在一起的原因。

TRPV1屬于一個(gè)離子通道家族，它位于細(xì)胞膜上，一旦激活就會(huì)打開，讓帶電離子（如鈉和鈣）流入細(xì)胞。它廣泛地分布在我們身上，這就是為什么辛辣的食物在進(jìn)出身體的過程中都會(huì)帶來灼熱的感覺。

TRPV1是第一個(gè)在脊椎動(dòng)物身上被確認(rèn)生理功能的TRP通道，可以說是理解觸覺和痛覺的分子基礎(chǔ)的一個(gè)里程碑，讓我們認(rèn)識(shí)到物理力激活神經(jīng)元的機(jī)制。

David Julius 使用辣椒素來鑒定 TRPV1，這是一種由熱痛激活的離子通道，使得我們了解溫度變化如何在神經(jīng)系統(tǒng)中誘導(dǎo)電信號(hào)。

隨后，TRP通道在溫度感知中的作用得到進(jìn)一步確認(rèn)。朱利葉斯和帕塔普蒂安分別獨(dú)立確認(rèn)了TRPM8是一種會(huì)對(duì)薄荷醇和寒冷產(chǎn)生反應(yīng)的分子。現(xiàn)在越來越多發(fā)現(xiàn)表明，TRP家族在進(jìn)化史上是一個(gè)非常古老的體系。人們也認(rèn)識(shí)了更多家族成員，包括“芥末感受器”TRPA1、會(huì)被百里香等香料激活的TRPA3等等。

朱利葉斯的進(jìn)一步研究還揭示了，TRPV1對(duì)炎癥過程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)很敏感，與炎癥相關(guān)的疼痛敏感反應(yīng)有關(guān)， 這為癌癥疼痛和其他疾病的治療開辟了新的潛在途徑。

然而，帕塔普蒂安在開始思考我們?nèi)绾胃惺芡獠凯h(huán)境刺激時(shí)，他選擇了一個(gè)不同的研究方向。

2010年，他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新的離子通道，它們會(huì)被機(jī)械壓力（用細(xì)棒輕輕戳）激活，產(chǎn)生電活動(dòng)。這兩個(gè)離子通道被命名為PIEZO1和PIEZO2。這個(gè)名字來自希臘語中的“piezi”，意為“壓力”。

這項(xiàng)突破同樣開啟了一片全新的領(lǐng)域。在感覺神經(jīng)元和其他細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)的PIEZO1和PIEZO2，引領(lǐng)了大量新研究，讓人們逐漸認(rèn)識(shí)這些離子通道在觸覺、疼痛、血壓調(diào)節(jié)和本體感覺等各方面壓力感知中的作用。

其中或許最令人感到新奇的要數(shù)與本體感覺相關(guān)的研究。本體感覺是指我們感知身體在空間中位置的能力。這種感覺讓我們能夠站立和行走，甚至閉上眼睛或蒙上眼睛后依舊能行走自如，它依賴的是那些向大腦發(fā)出肌肉伸展信號(hào)的神經(jīng)元。

帕塔普蒂安的團(tuán)隊(duì)和其他研究已經(jīng)證明，PIEZO2是本體感覺相關(guān)的關(guān)鍵分子。有研究稱，罕見的PIEZO2缺乏的人，在黑暗中站立和行走都有困難。帕塔普蒂安更近期的研究，在人類遺傳學(xué)和小鼠模型上已經(jīng)證明，PIEZO1在控制紅細(xì)胞體積中會(huì)發(fā)揮作用。他發(fā)現(xiàn)了一種PIEZO1基因的變異， 似乎可以防止瘧原蟲感染。

Patapoutian 使用培養(yǎng)的機(jī)械敏感細(xì)胞來識(shí)別由機(jī)械力激活的離子通道。經(jīng)過艱苦的工作，他們發(fā)現(xiàn)了 Piezo1 和 Piezo2。 

帕塔普蒂安在接受采訪時(shí)曾表示，他的研究生涯中也曾經(jīng)歷過很長一段時(shí)間進(jìn)展緩慢的階段，他甚至曾經(jīng)想過轉(zhuǎn)行。但幸好他堅(jiān)持了下來?！斑@是一段非常迷人的旅程，PIEZO帶我們從生物學(xué)和病理生理學(xué)，接下來又會(huì)帶著我們前往新的未知的領(lǐng)域?！?

評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)表示，TRP通道是人體感知溫度的核心，Piezo2通道賦予我們觸覺和感知身體位置和運(yùn)動(dòng)的能力，TRP和Piezo通道也有助于許多額外的感測溫度或機(jī)械刺激的生理功能。

目前， 還有很多正在進(jìn)行中的研究側(cè)重于闡明這些通道在各種生理過程中的功能，這些知識(shí)被用于開發(fā)多種疾病的治療方法，包括慢性疼痛。

今年的諾獎(jiǎng)獲得者的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)解釋了熱、冷和觸摸如何在我們的神經(jīng)系統(tǒng)中引發(fā)信號(hào)，這些離子通道對(duì)許多生理過程和疾病發(fā)生來說非常重要

獲獎(jiǎng)?wù)咂淙?/strong>