2021年诺贝尔医学奖揭晓：辣椒击败拯救数千万人的疫苗获奖，为何

原本开发出各种Covid-19疫苗的科学家们被认为是今年诺贝尔生理学和医学奖的热门。为什么研究辣椒的生物学家却获得了这项殊荣？

左边：大卫-朱利叶斯 右边：阿登-帕塔普蒂安

小小的辣椒揭露了什么样的秘密？

老话讲，辣椒是小猴儿，一辣辣两头；葱辣嘴、蒜辣心、没有辣椒辣的深。

尤其是当你吃完一顿麻辣火锅后，第二天上厕所时你依旧能深深地感受到辣意，真的是从头辣到尾。

辣椒中的辣椒素这种化学物质究竟是如何让你产生火辣辣的感觉的呢？

这可能就是你和诺贝尔奖获得者之间的差距：你吃完一顿麻辣火锅后歇几天再吃，科学家们会去研究为什么吃完一顿麻辣火锅后会辣得菊花疼。

除了辣椒带来的火辣和疼痛感外，为什么我们会感觉到针头的轻刺，为什么我们会感觉到热和冷，为什么我们可以感受太阳的炎热、微风的轻抚......

这些都是我们日常生活中最平常、最本能的反应，却是一个巨大的人体谜团：我们究竟是如何感知这些不同的感觉的？

之前的发现

早在17世纪，著名的哲学家笛卡尔就设想人的大脑与我们身体不同地方的皮肤是有线相连的。

这样一来，当我们的一只脚接触到明火时，热感就会向大脑发送机械信号。

笛卡尔想象热量是如何向大脑发送机械信号的插图

后来的发现表明，有特殊感觉神经元的存在可记录我们周围环境的变化。

1944年的诺贝尔生理学或医学奖就颁给了约瑟夫·厄兰格和赫伯特·加瑟，他们发现不同类型的感觉神经纤维会对不同的刺激作出反应。例如：对疼痛和非疼痛的触摸的反应。

从那时起，人们就已经证明，神经细胞对检测和传递不同类型的刺激使我们对周围环境有更细微的感知。

例如，我们可以通过指尖感受到物体表面的光滑和粗糙，或者我们可以分辨出令人愉悦的温暖和灼热暴晒的痛苦热量。

不过新的问题又来了，神经系统是如何感知和解释我们的环境，温度和机械刺激如何在神经系统中转化为电脉冲？

发现的过程

大卫·朱利叶斯是一名生物化学家和分子生物学家，他的工作主要是研究我们的身体是如何感知热、冷和化学刺激物。

当朱利叶斯对疼痛主题进行研究时，其中有很多的选择，但是他为什么最终会选择辣椒呢？

这里有个小故事，2015年他在一个采访中透露，当时由辣椒素引发的神经受体还没有被确定下来，有很多的研究对象可供选择，但是当他和同样是生物学家的妻子在一起跑完杂货店后，站在超市里，看着成排的香料，他的妻子说：“那就别再胡闹了，去做吧！”

得奖的大卫·朱利叶斯和媳妇一起查看收到的信息

朱利叶斯最终确定使用辣椒素去了解负责温度和疼痛感觉的信号是如何通过神经回路传输到大脑的。

朱利叶斯和他的同事们创建了一个由数百万个DNA片段组成的图书馆，这些片段对应的基因在感觉神经元中表达，可以对疼痛、热和触摸作出反应。

通过细胞对辣椒素的反应，朱利叶斯在神经中发现了一个传感器，当皮肤遇到高温时，该传感器会发出 '疼痛 '和 '热 '的信号。

这项研究使得朱利叶斯在1997年发现并克隆了负责的特定蛋白质，名为TRPV1。

使用辣椒中的辣椒素来识别 TRPV1，这是一种由热痛激活的离子通道。

TRPV1的发现是一个重大突破，它使我们能够了解温度的差异是如何在神经系统中诱发电信号。

TRPV1是位于感觉神经外端的一个专门的离子通道，研究表明，只要辣椒素受体感觉到温度超过40摄氏度，它就会被激活作为热感传递给大脑--这是热痛的阈值。

可视化的TRPV1 ，这种蛋白质在疼痛和热的感知中起着核心作用。

TRP通道是我们感知温度能力的核心，当TRPV1被发现后剩下的不同的TRP通道也逐一被解锁。

类似的方法使朱利叶斯和他的团队在2002年，使用来自薄荷的薄荷醇和相关化合物，确定了一个称为TRPM8的独特通道，对低温作出反应。

第三个TRP通道，TRPA1，对山葵的刺激性化合物作出反应，类似于炎症性疼痛。

今年诺贝尔奖得主对TRPV1、TRPM8和Piezo通道的突破性发现，使我们能够了解热、冷和机械力是如何启动神经冲动的，使我们能够感知和适应我们周围的世界。

意义何在？

这项研究具有巨大的意义，尤其是制药行业，这些信息能够推动科学家们设计新型止痛药。

目前，临床上迫切需要能够有效治疗疼痛而又没有阿片类药物的副作用和成瘾性的新药物。

被晒伤的皮肤，即使遇到温和的温度，也会被大脑感知为灼热；接受化疗的癌症患者或者是神经受损的患者触发的冷异感症会感觉到刺痛、灼痛等。

科学家们希望，有选择性地针对感觉到疼痛的神经传感器的新药物既能够阻止疼痛，又没有阿片类止痛药的副作用。

#科普有料##2021诺贝尔生理学或医学奖揭晓#