吃辣椒又熱又痛，薄荷味是冰冰涼涼，科學家告訴你為什么會有這些感覺。

北京時間10月4日下午，2021諾貝爾生理學或醫學獎率先揭曉，David Julius（戴維·朱利葉斯）和Ardem Patapoutian（阿登·帕塔普蒂安）兩位科學家因為發現了溫度和觸覺受體榮獲該獎。

David Julius于1955年11月4日出生于美國紐約，目前是UCSF（加州大學舊金山分校）的教授。Julius利用辣椒素（一種來自辣椒的刺激化合物，可引起灼熱感）來識別皮膚神經末梢中對熱有反應的傳感器。

Ardem Patapoutian于1967年出生在黎巴嫩貝魯特，年輕時搬到美國洛杉磯，目前是加州拉霍亞的斯克里普斯（Scripps）研究中心的教授。Patapoutian使用壓敏細胞發現了一類新型受體，這類受體可以對皮膚及內臟的機械刺激做出反應。

圖源自諾獎官網

一個不太冷的知識是辣感并非味覺，而是一種痛感，而辣椒素可以激活引起痛覺神經元，但其租用機制卻長期困擾著學界。

Julius和同時創建一個包含數百萬個DNA片段的數據庫，這些DNA片段對應的是在感覺神經元中表達的基因，它們可以對疼痛、熱、觸覺作出反應。

通過辣椒素刺激的方法，Julius發現了一個對辣椒素有強烈響應的基因TRPV1，在接下來的研究中，他發現這個基因編碼的蛋白同樣對高溫有響應，這也從側面解釋了辣總伴隨有熱的原因。

按照類似的思路，Julius與Patapoutian又分別獨立使用薄荷醇（由薄荷葉和莖中所提取的白色晶體）發現了另一個受體TRPM8——一種被證明會被寒冷激活的受體。隨后，人們發現了能被一系列不同溫度激活的、與TRPV1和TRPM8相關的其他離子通道。

人體溫度感覺的奧秘被揭開了，Patapoutian開始著手研究廣泛存在的機械感，即擁抱、觸摸產生的觸覺。在那之前，研究人員曾在細菌中發現了能感知機械力的受體，但對脊椎動物的觸覺機制仍不清楚。

Patapoutian與合作者們首先鑒定出了一套細胞系，當刺激其中的單個細胞時就會發出可測量的電信號，研究人員可以對電信號進行測量。首先，Patapoutian團隊篩選了72個候選基因，其次，通過排除法成功確定了一個基因（當它沉默時，細胞對刺激不再敏感），這一全新的、對機械力敏感的離子通道，被命名為Piezo1，來自古希臘語的“壓力”一詞。

他們還發現了一個與Piezo1相似的基因Piezo2，它在感覺神經元中處于高表達水平，進一步地研究證實了Piezo1和Piezo2是離子通道受體，對細胞膜施加壓力可直接激活這兩種受體。

根據Patapoutian及其他研究團隊發表的一系列論文，Piezo2離子通道對觸覺至關重要，具體來看，Piezo2在感知身體位置和運動中發揮著關鍵作用。此外，機械力感知蛋白（離子通道） Piezo1和Piezo2已被證明參與調控血壓、呼吸和排尿等其他重要的生理過程。

總結來看，受體TRPV1與溫度覺、痛覺有關，Piezo2與觸覺有關。

圖源自諾獎官網

諾獎委員會指出，這兩位諾獎得主在TRPV1、TRPM8、以及Piezo通道上的突破性貢獻，不僅讓我們知道人體如何感知冷熱，感知觸覺，從而理解身邊的世界，后續的研究還為我們帶來了更多生理上的洞見，也被用于開發多種治療疾病的藥物，實實在在將科學轉化為了造福病患的工具。能收獲今年的諾貝爾生理學或醫學獎，正是對他們所做貢獻的最好認可。

上述發現之于人們的日常生活，會有怎樣的影響？

Julius進一步地研究也顯示，TRPV1對于炎癥過程中產生的化學物質很敏感，與炎癥相關的疼痛敏感反應有關，這為癌癥疼痛和其他疾病的治療作了鋪墊。

基于藥物層面的研究，與溫度覺、痛覺有關的高溫受體TRPV1的發現，將有助于疾病治療過程對疼痛的緩解，類似于止痛藥。理論上，找到抑制TRPV1表達的拮抗劑，或許就能降低人體對疼痛的感知，達到緩解疼痛的效果。

專注科研教育的ViaX鹽趣公眾號文章介紹稱，TRPV1一經發現就開始做起了轉化研究，目前，TRPV1拮抗劑的進度比較緩慢，大部分研究仍然處在一期、二期臨床階段。相較于容易產生成癮性的阿片類藥物，TRPV1拮抗劑在止痛藥領域的未來前景可期。而在心血管領域，不少研究已經發現了Piezo的作用，雖然臨床使用尚不明朗，但從某種程度上來說，Piezo的出現改變了整個心血管領域的研究走向。

基礎科學是臨床醫學等實用學科的基石，通過對基礎科學的深入研究，人們才能更好地了解病理生理變化、發病機制、藥物如何在疾病過程中發揮作用。

諾貝爾生理學或醫學獎根據已故的瑞典化學家阿爾弗雷德·諾貝爾的遺囑而設立，目的在于表彰在生理學或醫學界做出卓越發現的人。該獎獎章圖案是拿著一本打開書的醫學之神，正在從巖石中收集泉水，為生病的少女解渴。獎章上刻有一句拉丁文，大致翻譯為：新的發現使生命更美好。

2021年諾貝爾獎于2021年10月4日至11日陸續揭曉，由于疫情原因，2021年5項諾貝爾獎得主仍將在各自國家獲頒獎項。

（鈦媒體App編輯楊亞茹綜合諾獎官網、藥明康德、科研圈、醫藥魔方）

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