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疫情時代我們仍然需要溫暖和擁抱......2021年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉( 二 )


該團隊還發現芥末受體與切洋蔥時眼睛刺痛有關 ， 并且也可被某些動物的毒素激活 ， 例如蝎子 。
朱利葉斯認為 ， 這個發現的“關鍵”在于“它對于理解炎癥性損傷產生的疼痛很重要” ， 并且可能有助于了解“組織損傷為何不僅產生急性疼痛 ， 還會產生持續性疼痛 ， 甚至形成慢性疼痛綜合癥” 。
為什么阿登·帕塔普蒂安獲獎？
1997年 ， 科學家首次發表論文 ， 介紹了他們克隆辣椒素受體基因的工作 。 那個時候的帕塔普蒂安剛剛逃離黎巴嫩戰爭 ， 以亞美尼亞移民的身份來到美國 ， 成為了一名醫生 ， 然后很快“愛上了搞研究” ， 也開始了他對感官知覺的分子基礎的探索 。
帕塔普蒂安的博士后生涯是在加州大學舊金山分校度過的 ， 他也在那里遇到了朱利葉斯 。 兩位獲獎者表示他們的同事關系最初是“競爭性”的 ， 之后隨著各自專注于不同的受體 ， 競爭關系轉變成了“互補性”的 。 帕塔普蒂安確定了用于編碼力學通道蛋白Piezos的基因；這些蛋白質負責感知皮膚和血管中的壓力傳感 ， 在機體健康方面的重要性大過觸覺 。 ”
這些發現打開了理解力學生物學的大門——一個與生物學、工程學以及物理學交叉的新興科學領域 。 ”
觸覺和神經性疼痛
帕塔普蒂安研究的出發點是他觀察到觸覺是唯一基于“物轉化”過程（諸如壓力之類的物理信號轉換為可被身體理解的化學語言）的感覺 。 “在研究幫助機體感受觸覺和疼痛的周圍神經時 ， 我們發現了一些非常特別的東西 ， 那就是它們會做一些身體其他部位不會做的事情 。 它們能感知溫度和觸覺等物理力 。 人們對身體如何將這些物理力轉化為化學語言知之甚少 。 ”
帕塔普蒂安和同事在實驗室培養物中尋找對壓力的物理刺激產生電學反應的細胞 。 如果發現了目標 ， 他們就會通過RNA干擾系統地抑制候選基因的表達 ， 直到他們分離出受體 。 在這個階段 ， 他們仍然不知道這一發現可能與其他生理過程有什么關系 。 帕塔普蒂安如此說道：“我們知道有蛋白質參與了機體的疼痛、觸覺、熱或血壓感知 ， 但沒人知道Piezos蛋白家族——我們團隊發現的Piezo1和Piezo2受體——參與了全部這些感知 。 ”
這一突破是該研究領域一系列發現中的第一個 。 帕塔普蒂安團隊此后揭示了Piezo受體的三維結構 ， 這有助于闡明它們的機械功能 。 事實證明 ， 它們是大型蛋白質 ， 反復進出細胞膜 ， 就像固定在膜上的橡皮筋交替拉伸和收縮 。 去年10月 ， 發表于《自然》（Nature）的一篇文章描述了Piezo2蛋白如何表明膀胱已被充滿 。 此外 ， Piezo2還被證明能探測到皮膚被輕輕撫摸 ， 或在皮膚因曬傷而發炎時拉響警報 。
帕塔普蒂安表示：“Piezo2是非常特殊的疼痛子集所必需的 。 被錘子擊中的疼痛與這個受體幾乎沒有關系 ， 但假使你被曬傷了——觸摸你肩膀就會帶來疼痛 ， 那么這種疼痛的感知似乎是依賴于Piezo2的 。 這一發現對于治療神經性疼痛很重要 。 我相信 ， 就這些發現很可能給未來五年或十年的醫學界帶來很有趣的新東西 。 ”
斯克利普斯研究所的研究人員還發現 ， 這些傳感器在“本體感覺”（proprioception）中發揮著重要作用 ， 讓我們能夠感知身體各部分的相對位置 。
帕塔普蒂安相信力學生物學將揭示細胞間通訊的其他方式 ， 這可能給生物醫學研究帶來巨大影響：“到目前為止 ， 我們主要將生命視為一袋通過化學合成相互交流的化學物質 ， 但我們越來越意識到力學生物學在從細胞分裂一直到聽覺、觸覺和疼痛的方方面面都發揮著重要作用 。 到目前為止 ， 我們的發現非常令人興奮 ， 但這只是這門新科學的冰山一角 。 ”