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神經系統|諾貝爾生理學或醫學獎出爐我國學者怎么看

冷和熱 ， 硬或軟 ， 疼痛、擠壓……這些軀體感覺是如何被身體探測到 ， 轉化為電信號 ， 通過神經系統傳遞給大腦的？北京時間10月4日17時30分 ， 2021年諾貝爾生理學或醫學獎授予戴維·朱利葉斯和阿代姆·帕塔博蒂安 ， 他們在各自獨立的研究中發現了人體感知溫度、壓力及疼痛的分子機制 ， 為與觸覺相關的生理疾病研究提供了重要依據 。
溫度和壓力怎樣觸發神經沖動
感知溫度與觸覺 ， 這是人類維持生命、減少傷害的重要功能 ， 其分子受體和相關機制發現的重要意義不言而喻 。
“今年的諾貝爾生理學或醫學獎頒給了發現溫度和觸覺感受器的兩位科學家 ， 他們所確定的離子通道對許多生理過程都是重要的 。 ”中國醫學科學院基礎醫學研究所、北京協和醫學院基礎學院解剖與組胚學系主任馬超教授介紹 ， “比如說 ， 吃辣椒會讓人覺得灼熱 ， 是因為TRPV1通道被辣椒素激活發出了電信號 ， 通過神經系統向大腦傳遞熱和痛的感覺 。 同樣的 ， 吃薄荷會讓人覺得清涼 ， 這是TRPM8通道在發揮作用 。 再比如 ， 人們在擁抱時會感受到壓力 ， 這也是機械力激活PIEZO通道的結果 。 ”
而這些有趣的發現 ， 在朱利葉斯和帕塔博蒂安的研究開展之前 ， 一度是關鍵的缺失環節 。 盡管人們找到了與視覺、嗅覺相關的分子受體 ， 但溫度和觸覺是如何在神經系統內轉化為電信號的 ， 一直是未解之謎 。
經過長期探索 ， 1997年 ， 朱利葉斯率先在感受疼痛的神經元上 ， 識別出辣椒素特異性受體分子TRPV1 。 他發現 ， 這一受體可以被辣椒素或43℃以上的高溫激活 ， 產生電信號 ， 電信號沿神經系統上傳至大腦 ， 再被大腦解讀為“疼痛感” 。 在此基礎上 ， 朱利葉斯和帕塔博蒂安分別獨立使用化學物質薄荷醇 ， 識別出TRPM8 ， 這是一種會被寒冷激活的受體 。 而這兩種受體都是TRP通道的重要“成員” ， 同時 ， TRP通道在溫度感知中的功能也得到了進一步證實 。 后來 ， 科學界還發現TRP通道家族更多的成員 ， 包括“芥末感受器” TRPA1、會被百里香等香料激活的TRPA3等 。
同樣是經過大量研究 ， 帕塔普蒂安和同事鑒定了72個候選基因 ， 并從中找到了關鍵受力敏感基因 ， 在此基礎上鑒定出可以被機械力激活的離子通道 ， 命名為PIEZO1 。 PIEZO這個詞來源于希臘語中的“壓力” 。 接著 ， 他們又找到了第二個離子通道PIEZO2 。 后來 ， 帕塔普蒂安團隊和其他科學家證明了PIEZO2離子通道對觸覺至關重要 ， 同時在身體位置和運動感知方面發揮著關鍵作用 。 在進一步的研究中 ， PIEZO1和PIEZO2通道被證明可以調節其他重要的生理過程 ， 包括血壓、呼吸和膀胱控制 。
“TRPV1、TRPM8和PIEZO1、PIEZO2等通道的突破性發現 ， 讓人們了解了熱、冷和機械力如何觸發神經沖動 ， 使我們感知和適應周圍的世界 。 ”馬超說 。
讓疼痛和瘙癢治療更精準
值得關注的是 ， TRPV1通道與炎癥相關的疼痛敏感反應有關 ， 為疼痛疾病的治療開辟了新的潛在途徑 。
“兩位科學家的基礎研究成果 ， 對認知人體內在的基本功能有創新的突破 ， 將為疼痛機制研究和臨床各類疼痛治療提供新的視角和靈感 。 ”北京協和醫院麻醉科主任黃宇光教授介紹 ， “炎性疼痛、神經病理學疼痛、術后疼痛以及慢性等都影響著廣大患者生活質量 ， 至今我們對疼痛機制仍有諸多的未知 ， 臨床上術后急性疼痛為何演變成了慢性疼痛？傷害性刺激引發的感受 ， 為什么時而是疼痛時而卻是瘙癢？神經病理性疼痛的眾多臨床表現如何解釋和應對？在治療對策和方案上仍有很大的探索空間 。 ”