吃火鍋為啥會(huì)辣得嘴巴疼？

　　獲獎(jiǎng)?wù)?/p>

　　□戴維·朱利葉斯

　　據(jù)諾貝爾官網(wǎng)介紹，戴維·朱利葉斯1955年出生于美國(guó)紐約。1984年，他在加州大學(xué)伯克利分校獲得博士學(xué)位，并在紐約哥倫比亞大學(xué)成為博士后。戴維·朱利葉斯于1989年受聘于加州大學(xué)舊金山分校，目前是該校的教授。

　　朱利葉斯2004年入選美國(guó)科學(xué)院院士，2010年因“皮膚感知疼痛刺激和溫度并產(chǎn)生疼痛超敏反應(yīng)的分子機(jī)制的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)”獲邵逸夫獎(jiǎng)，同年也獲得阿斯圖里亞斯親王獎(jiǎng)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。2017年獲加拿大蓋爾德納國(guó)際獎(jiǎng)。

　　□阿登·帕塔普蒂安

　　另一位獲獎(jiǎng)?wù)甙⒌恰づ了�普蒂�?967年出生于黎巴嫩貝魯特。年輕時(shí)，他從飽受戰(zhàn)爭(zhēng)蹂躪的貝魯特搬到美國(guó)洛杉磯，并于1996年獲得了美國(guó)帕薩迪納加州理工學(xué)院的博士學(xué)位。他是加州大學(xué)舊金山分校的博士后研究員。自2000年以來，他任職于加州拉霍亞的斯克里普斯研究中心，目前是該中心的教授。2014年以來，他也是霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究員。

　　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(zhǎng)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?cè)凇鞍l(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)。

　　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。

　　為何吃辣會(huì)發(fā)熱，吃薄荷會(huì)涼爽？

　　TRPV1是關(guān)鍵

　　戴維·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。

　　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(zhēng)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。

　　戴維·朱利葉斯使用辣椒素來鑒定 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。

　　為何閉上眼后能走路如常？

　　Piezo2通道賦予的能力

　　然而，帕塔普蒂安在思考我們?nèi)绾胃惺芡獠凯h(huán)境刺激時(shí)，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。

　　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(zhǎng)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。

　　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(cè)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。 據(jù)每日經(jīng)濟(jì)新聞

　　人物故事

　　朱利葉斯：

　　“冒險(xiǎn)一試”開啟未知領(lǐng)域研究

　　終將諾貝爾獎(jiǎng)收入囊中

　　相關(guān)資料顯示，此次諾獎(jiǎng)得主之一、分子生理學(xué)家戴維·朱利葉斯，為美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)院生理學(xué)系教授。

　　多年來，朱利葉斯在實(shí)驗(yàn)室中的一系列非凡發(fā)現(xiàn)，為他帶來了專業(yè)上的贊譽(yù)和眾多獎(jiǎng)項(xiàng)，比如表彰為改善人類健康做出重要、轉(zhuǎn)型性貢獻(xiàn)的科學(xué)家獎(jiǎng)項(xiàng)“保羅·詹森博士生物醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)”，以及有著“科學(xué)界奧斯卡”之稱的“科學(xué)突破獎(jiǎng)”。

　　然而，這樣一位科學(xué)大咖卻表示，自己小時(shí)候“幾乎從未想過要成為一名科學(xué)家”。

　　據(jù)報(bào)道，朱利葉斯從小在紐約布魯克林的布萊頓海灘長(zhǎng)大，這是一個(gè)俄羅斯移民社區(qū)。童年時(shí)的朱利葉斯幾乎從沒有想過自己要成為一名科學(xué)家。

　　1977年，朱利葉斯進(jìn)入加州大學(xué)伯克利分校的生物化學(xué)系攻讀研究生。他的兩位指導(dǎo)老師分別是著名的生物化學(xué)家杰里米·索納(Jeremy Thorner)和蘭迪·謝克曼(Randy Schekman)，后者在2013年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

　　此后，他對(duì)神經(jīng)生物學(xué)，尤其是對(duì)利用分子遺傳學(xué)和藥理學(xué)方法破譯神經(jīng)元功能的可能性產(chǎn)生了濃厚的興趣。因此，1984年，他在哥倫比亞大學(xué)與神經(jīng)生物學(xué)家理查德·阿克塞爾(Richard Axel，2004年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng))一起進(jìn)行博士后研究。“我在那里的時(shí)候，每個(gè)人都在做不同的事情，”朱利葉斯說。

　　1989年，朱利葉斯來到加州大學(xué)舊金山分校，開始有了自己的實(shí)驗(yàn)室，隨即帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)展開研究。

　　隨著朱利葉斯的注意力轉(zhuǎn)移到神經(jīng)系統(tǒng)，他越來越好奇，為什么食物和其他產(chǎn)品中天然存在的化合物有時(shí)會(huì)對(duì)大腦中的受體起作用，引起幻覺或其他大腦功能的變化。

　　幾十年來，研究人員一直在實(shí)驗(yàn)室里用辣椒素來研究疼痛。辣椒素是一種辛辣的辣椒提取物，能給人以灼燒感。然而，沒有人知道辣椒素為什么會(huì)產(chǎn)生這種效果。朱利葉斯對(duì)涉足這樣一個(gè)未開發(fā)的領(lǐng)域猶豫不決。

　　有一天，當(dāng)他和妻子、加州大學(xué)舊金山分校的教授霍莉·英格拉姆(Holly Ingraham)一起逛超市時(shí)，妻子發(fā)現(xiàn)他盯著香料貨架陷入了沉思，于是鼓勵(lì)他冒險(xiǎn)一試。他照做了。

　　此后，朱利葉斯帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)包含了百萬個(gè)DNA片段的基因庫。在這個(gè)基因庫當(dāng)中，這些DNA片段都是神經(jīng)元中能對(duì)疼痛、熱和觸感做出反應(yīng)的基因。

　　通過對(duì)目標(biāo)DNA片段的進(jìn)一步研究，他們發(fā)現(xiàn)該DNA片段可以編碼出一種離子通道蛋白質(zhì)受體，這個(gè)蛋白質(zhì)受體后來被命名為：TRPV1。

　　TRPV1的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)極其重大的突破，它開啟了一扇全新的大門，科學(xué)家可以沿著這個(gè)路徑去研究其他溫度感應(yīng)受體。事實(shí)也是如此。比如，后來科學(xué)家們真的找到了會(huì)被“冷”激活的蛋白質(zhì)受體TRPM8(薄荷素)。除此之外，基于TRPV1的研究，也可以幫助科學(xué)家研發(fā)新型止痛藥。

　　成都商報(bào)-紅星新聞?dòng)浾?王雅林 羅天