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來源：科學網(wǎng)，時代周報

作者：梅進 馮麗妃

北京時間10月4日下午5點34分許，2021年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎揭曉。美國科學家David Julius、Ardem Patapoutian獲獎，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)溫度和觸覺的受體”。

2021年的諾貝爾獎單項獎金為1000萬瑞典克朗（約合人民幣740.9萬元）。

獲獎?wù)呗臍v　　戴維·朱利葉斯，1955年出生于美國紐約，他是加利福尼亞大學舊金山分校生理學及分子生物學教授。　　阿代姆·帕塔博蒂安，1967年出生于黎巴嫩貝魯特，目前在美國加利福尼亞州拉霍亞斯克里普斯研究所霍華德休斯醫(yī)學研究所工作。

兩人都有移民背景，朱利葉斯的祖父母為逃離東歐的反猶太主義而移民了美國；帕塔博蒂安的童年在戰(zhàn)火動蕩的黎巴嫩度過，19歲后他去美國定居?！　∪藗儠杏X到酸甜苦辣和各種壓力疼痛，但是在分子水平、溫度、壓力等物理屬性究竟是如何被探測，并轉(zhuǎn)化為大腦可處理的信號，一直都是一個神秘領(lǐng)域，吸引著許多生物學家和神經(jīng)科學家，而這也正是朱利葉斯和帕塔博蒂安所研究的領(lǐng)域?！　纳窠?jīng)層面來看，人們的大多感官可以簡化地理解成“接受刺激-傳遞信號-大腦接收信號并做出反應(yīng)”。整個過程需要一類被稱為感受器（receptor）的結(jié)構(gòu)的幫助，而感受器只有在特定情況下才會被激活，就像鎖需要特定的鑰匙才能打開一樣。　　朱利葉斯和帕塔博蒂安表示，當他們嘗試理解感官與環(huán)境之間復雜的相互作用時，有些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)被忽視了?！　∽鳛樯窠?jīng)科學領(lǐng)域的翹楚，兩人在過去的20多年間，分別獨立發(fā)現(xiàn)了人體溫度感受器和壓力感受器機制，為溫度感知和機械感知提供了分子和神經(jīng)基礎(chǔ)，從而引領(lǐng)了神經(jīng)科學領(lǐng)域的一場變革。　　為什么辣椒熱吃薄荷冷　　大家都有這樣的感覺：將薄荷糖含在嘴里，很快就會感到一陣清涼；吃完麻辣火鍋后，嘴巴會迅速感到一陣灼熱，第二天“菊花”還會感到火辣辣的痛?！　〉沁@種機制在人體神經(jīng)系統(tǒng)里到底是如何運作的呢？　　早先，一些科學研究表明，在辣椒素和高溫的刺激下，一部分感覺神經(jīng)元變得活躍，但關(guān)于其作用的具體機制一直存在爭議。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?！　≈炖~斯發(fā)現(xiàn)，TRPV1屬于一個離子通道家族，它位于細胞膜上，一旦激活就會打開，讓帶電離子（如鈉和鈣）流入細胞。而TRPV1廣泛地分布在我們身上，這就是為什么辛辣的食物在進出身體的過程中都會帶來灼熱的感覺。朱利葉斯也發(fā)現(xiàn)了薄荷醇能激活神經(jīng)系統(tǒng)中對冷反應(yīng)的感覺受體?！　RPV1是第一個在脊椎動物身上被確認生理功能的TRP通道，是理解觸覺和痛覺的分子基礎(chǔ)的一個里程碑?！　∫驗橹炖~斯的發(fā)現(xiàn)，后續(xù)科學家們也認識了更多家族成員，比如“芥末感受器”TRPA1、會被百里香等香料激活的TRPA3等等。　　朱利葉斯的進一步研究還揭示了TRPV1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?！　　睹咳招侣劇房茖W編輯瑪麗亞·岡瑟表示，“朱利葉斯的發(fā)現(xiàn)，讓我們更深入了解感覺如何運作，也讓我們在制造止痛藥方面開啟了全新的可能性”?！　?span>如何感知外界壓力　　與朱利葉斯不一樣的是，帕塔博蒂安選擇另外一個方向——研究人的本體對壓力的感覺機制?！　〈蟛糠秩硕加斜倔w感覺的能力，這是人類感知身體在空間中位置的能力。這種感覺可以讓人類能夠站立和行走，甚至閉上眼睛后依舊能夠行走自如，它依賴的是那些向大腦發(fā)出肌肉伸展信號的神經(jīng)元?！　?010年，帕塔博蒂安的團隊發(fā)現(xiàn)了兩個新的離子通道，它們會被機械壓力（用細棒輕輕戳）激活，產(chǎn)生電活動。這兩個離子通道被命名為PIEZO1和PIEZO2。這個名字來自希臘語中的“piezi”，意為“壓力”。　　這項突破開啟了一片全新的領(lǐng)域，讓人們逐漸認識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?！　∨了┑侔驳膱F隊和其他研究已經(jīng)證明，PIEZO2是本體感覺相關(guān)的關(guān)鍵分子。缺乏PIEZO2的人，在黑暗中站立和行走都有困難。帕塔博蒂安近期研究還發(fā)現(xiàn)，PIEZO1在控制紅細胞體積中會發(fā)揮作用，另外，PIEZO1基因的變異似乎還可以防止瘧原蟲感染?！　∨了┑侔脖硎?，他的研究生涯中也曾經(jīng)歷過很長一段時間進展緩慢的階段，他甚至曾經(jīng)想過轉(zhuǎn)行，但最終還是堅持了下來?！斑@是一段非常迷人的旅程，PIEZO帶我們從生物學和病理生理學，接下來又會帶著我們前往新的未知的領(lǐng)域?！彼f?！　〈饲?，由于朱利葉斯和帕塔博蒂安二人開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)，他們被授予了2020年科維理神經(jīng)科學獎（Kavli Prize in Neuroscience）?！　】凭S理神經(jīng)科學獎評審委員會主席克里斯汀·沃爾霍夫表示：“朱利葉斯和帕塔博蒂安的獨立發(fā)現(xiàn)正在徹底改變我們對于感覺探測的認知，并將對解決全球健康和疾病問題產(chǎn)生深遠影響?！薄　≈Z貝爾生理學或醫(yī)學獎是根據(jù)已故的瑞典化學家阿爾弗雷德·諾貝爾的遺囑而設(shè)立的，目的在于表彰前一年在生理學或醫(yī)學界做出卓越發(fā)現(xiàn)者。該獎項于1901年首次頒發(fā)，由瑞典首都斯德哥爾摩的醫(yī)科大學卡羅林斯卡醫(yī)學院負責評選，頒獎儀式于每年12月10日（諾貝爾逝世的周年紀念日）舉行。從1901年到2020年，共頒發(fā)了111項諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。　　受新冠肺炎疫情影響，諾貝爾基金會于9月23日宣布，2021年諾貝爾物理學獎、化學獎、生理學或醫(yī)學獎、文學獎以及經(jīng)濟學獎得主將延續(xù)去年的方式，在各自國家獲頒相關(guān)獎項，而不是按傳統(tǒng)赴瑞典首都斯德哥爾摩參加頒獎典禮。

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