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2021诺贝尔奖生理学或医学奖-发现感知环境的受体
718 人阅读发布时间：2021-10-12 10:27
2021年诺贝尔生理学或医学奖揭晓了！由David Julius与Ardem Patapoutian获得这一奖项，以表彰他们发现温度和触觉感受器。感知热、冷和触觉的能力对于生存至关重要，并且是我们与周围世界互动的基础，在我们的日常生活中，我们认为这些感觉是理所当然的，但是神经冲动是如何启动的，温度和机械刺激如何在神经系统中转换为电脉冲？从而可以感知温度和压力？今年的诺贝尔奖获得者为这个问题提供了答案。
在 1990 年代后期，美国加利福尼亚大学旧金山分校的David Julius利用辣椒素（一种来自辣椒的刺激性化合物，可引起灼热感）来识别皮肤神经末梢中对热有反应的传感器，但这种化学物质如何真正发挥这种功能是一个未解之谜，Julius 和他的同事创建了一个包含数百万个 DNA 片段的库，这些片段对应于感觉神经元中表达的基因，假设这些基因可以对疼痛、热和触摸做出反应，经过艰苦的搜索，确定了一个能够使细胞对辣椒素敏感的基因，而这个基因编码了一种新的离子通道蛋白，后来被命名为 TRPV1，当Julius研究蛋白质对热的反应能力时，他意识到他发现了一种热敏感受体，它在感觉疼痛的温度下被启动，TRPV1 的发现是一项重大突破，为揭开其他温度感应受体开辟了道路。
David Julius 和 Ardem Patapoutian 各自独立地使用化学物质薄荷醇来识别 TRPM8，这是一种被证明会被寒冷启动的受体，与 TRPV1 和 TRPM8 相关的其他离子通道被确定并被一系列不同的温度启动，许多实验室开展了研究项目，通过使用缺乏这些新发现基因的基因操作小鼠来研究这些通道在热感觉中的作用，David Julius 对 TRPV1 的发现是一项突破，使我们了解温度差异如何在神经系统中诱发电信号。
虽然温度感觉的机制正在展开，但机械刺激如何转化为我们的触觉和压力感觉仍不清楚，在美国加利福尼亚州拉霍亚的 Scripps Research 工作的 Ardem Patapoutia和他的同事首先确定了一种细胞株，当用微量移液管戳单个细胞时，该细胞株会发出可测量的电信号，假设被机械力启动的受体是离子通道，利用这些基因被一一灭活，以发现负责研究细胞机械敏感性的基因，经过艰苦的搜索，成功地确定了一个基因，该基因的沉默使细胞对微量移液器的戳刺不敏感，并命名为 Piezo1，通过与 Piezo1 的相似性，发现了第二个基因并将其命名为 Piezo2，进一步研究证实 Piezo1 和 Piezo2 是离子通道，通过对细胞膜施加压力直接启动。Patapoutian和其他团队发表了一系列论文，证明 Piezo2 离子通道对触觉至关重要，此外，Piezo2 被证明在身体位置和运动感知（称为本体感觉）中发挥关键作用， Piezo1 和 Piezo2 通道也被证明可以调节其他重要的生理过程，包括血压、呼吸和膀胱控制，让我们对神经系统如何感知热、冷和机械刺激的理解迅速增加。。
今年诺贝尔奖获得者对 TRPV1、TRPM8 和Piezo通道的突破性发现让我们了解了热、冷和机械力如何启动神经冲动，使我们能够感知和适应周围的世界，TRP 信道是我们感知温度能力的核心，Piezo2 通道赋予我们触觉和感知身体部位位置和运动的能力，TRP 和Piezo通道也有助于许多额外的生理功能，这些功能取决于感测温度或机械刺激，这些知识被用于开发针对包括慢性疼痛在内的多种疾病的治疗方法。
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原文出处 The Nobel Prize inPhysiology or Medicine 2021. [NobelPrize.org](http://nobelprize.org/). Nobel Prize Outreach AB 2021. Mon.4 Oct 2021.
[https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/summary/](https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/summary/)