2021年诺贝尔生理学或医学奖简介
北京时间10月4日傍晚,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布,将2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维·J·朱利叶斯(David J.Julius)和阿德姆·帕塔博蒂安(Ardem Patapoutian),以表彰其在温度和压力感受器研究领域的独立发现。
1997年,朱利叶斯率先在感受疼痛的神经元上,识别出辣椒素特异性受体分子TRPV1。他证明这是一个热敏受体,可以被辣椒素或43℃以上的物理高温激活,产生电信号。信号沿伤害性传入神经系统上传至大脑。大脑将之解读为“疼痛”的刺激感。所以,辣觉被科学地定义为痛觉。朱利叶斯证实,TRPV1广泛地分布在人类身上。这就解释了为何辛辣食物进出身体时,上下都会有灼热感。
在TRPV1基础上,TRP通道在温度感知中的作用被进一步确认。朱利叶斯和帕塔博蒂安独立使用化学物质薄荷醇,识别出TRPM8受体,这是一种会被寒冷激活的受体。科学界还发现TRP通道更多的家族成员,包括“芥末感受器”TRPA1、会被百里香等香料激活的TRPA3等。
帕塔博蒂安与朱利叶斯几乎同时在研究触觉受体。前者发现凉爽和温热受体后,选择了一个不同的研究方向:探究更具挑战性的机械力受体。2010年,他领导团队发现两个新的离子通道,可以被机械压力(用细棒轻轻戳)而激活,并产生电信号。这两个离子通道被命名为PIEZO1和PIEZO2,其取自希腊语中“piezi”,意为“压力”。
帕塔博蒂安的其他研究还证明,PIEZO2是本体感觉相关的关键分子。PIEZO2缺乏者在黑暗中站立和行走都有困难。其近期研究在人类遗传学和小鼠模型上已经证实,PIEZO1在控制红细胞体积中会发挥作用。
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