諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)｜人體感受器研究

北京時(shí)間2021年10月4日17時(shí)30分，我們還在逛吃逛吃的時(shí)候，瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予加州舊金山大學(xué)生理學(xué)及分子生物學(xué)教授David Julius和美國Scripps研究所教授Ardem Patapoutian，以表彰他們在人體感受器方面（感知溫度機(jī)制以及觸覺機(jī)制）的研究。

在過去15年開拓性的研究中，兩位科學(xué)家和他們的同事發(fā)現(xiàn)了人類感知疼痛和溫度的機(jī)制，揭示了那些隱藏在疼痛過敏現(xiàn)象背后的機(jī)理。他們的研究工作讓我們了解觸覺的基礎(chǔ)機(jī)制，更為設(shè)計(jì)針對慢性痛癥的藥物開啟了大門。
從神經(jīng)層面來看，我們的大多感官可以簡化地理解成“接受刺激 - 傳遞信號 - 大腦接收并做出反應(yīng)"。比如，我們的嗅覺和味覺都是種化學(xué)檢測系統(tǒng)，視覺則是通過感受光的刺激來形成信號。觸覺、疼痛等軀體感覺也在外部環(huán)境的刺激下產(chǎn)生反應(yīng)。

圖片來源：kavliprize.org

外部環(huán)境刺激激活感覺神經(jīng)膜上的離子通道受體，產(chǎn)生電脈沖，電信號通過背根神經(jīng)節(jié)（DRG）到達(dá)大腦的感覺區(qū)域。
在味覺上，辣椒中的辣味來自一種叫辣椒素的物質(zhì)。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。

圖片來源：kavliprize.org

朱利葉斯的進(jìn)一步研究還揭示了，TRPV1對炎癥過程中產(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。
2010年，帕塔博蒂安團(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。帕塔博蒂安的團(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。帕塔博蒂安更近期的研究，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。

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參考文獻(xiàn)：
[1] 2020 KAVLI PRIZE IN NEUROSCIENCE NEUROSCIENCE 03.12.21.