每年诺贝尔奖的颁发时刻总是万众瞩目，诺贝尔奖主要有生理学或医学奖、物理学奖、化学奖、文学奖、和平奖、经济学奖，一共6项。代表着这个领域的最高成就。今年的生理学或医学奖获得者是戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安。
他们获奖是因为：朱利叶斯利用辣椒素（一种来自辣椒的刺激性化合物，可引起灼热感）发现了皮肤神经末梢中对热有反应的“感受器”；帕塔普蒂安则使用对压力敏感的细胞发现了一类新型“感受器”，可以对皮肤和内脏器官受到的机械刺激做出反应。有人疑惑，为什么这会获奖呢？
在当今的生活中，各种“感觉”已经被我们视为理所当然。但你想过这些“感觉”是如何产生的吗？
人类早就已经充满好奇，对感知能力背后的原理提出过各种假说。约瑟夫·厄兰格和赫伯特·加瑟就发现，不同类型的感觉神经纤维可以对不同的刺激做出反应，例如对疼痛和非疼痛触碰。两人也因此获得了1944年的诺贝尔生理学或医学奖。之后，科学家们发现，神经细胞是高度专业化的，不同分工的神经细胞可以探测和转导不同类型的刺激，所以人们能感知到周围环境的细微差别之处。
而今年的诺奖得主的成果就是解答了：神经冲动是如何启动的，以感知温度和压力。
在20世纪90年代后期，已经知道辣椒素可以激活引起疼痛感的神经细胞，但这种化学物质如何发挥此功能，仍是未知。大卫·朱利叶斯就开始了相关研究——分析辣椒素如何引起我们接触辣椒时的灼热感。
朱利叶斯和他的同事创建了一个包含数百万个DNA片段的库，这些片段对应在感觉神经元中表达的基因，而这些基因可以对疼痛、高温和触摸等做出反应。长期探索后，他们发现了一个能让细胞对辣椒素敏感的基因。辣椒素在高温的作用下，能够刺激神经元，使它们活跃起来。此现象的背后正是这种基因在作用，鉴定出的基因编码了一种新的离子通道蛋白，这种辣椒素受体后来被命名为TRPV1。而TRPV1作为一类离子通道蛋白，在收到辣椒素或高温信号时会被激活，让钠或钙离子等带电离子流入细胞，进而产生神经信号。
因此，我们对辣的感知就可以理解为：感受细胞里接收到“辣椒素”的外界刺激，将刺激转换成神经信号，并传递到大脑或者神经系统的其他部位，神经系统就会对这些电信号作出反应，让我们感知到“辣”。因此辣并不属于“味觉”，而是辣椒素在作用。
在发现了TRPV1受体分子后，大卫·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安两人独立地使用薄荷醇，来鉴定一种可以被寒冷激活的受体TRPM8。与TRPV1和TRPM8相关的其他离子通道也陆续被鉴定出来，发现在不同的温度范围内可以被激活。
但科学家并没有简单的停留在感知温度层面，而是进一步的探究了在触摸、握手时产生的感觉，是触觉最基本的一种，也叫“机械感觉”，而阿登·帕塔普提安的主要研究项目就是这个。
帕塔普蒂安团队首先确定了一种细胞系，当用微量移液管戳单个细胞时，该细胞系会发出可测量的电信号。他们选出了72个候选基因，筛选时发现一个基因在沉默时，细胞对微量移液器的戳刺不敏感。从此以后，发现了一种全新的、完全未知的机械敏感离子通道，将其命名为Piezo1。根据与Piezo1之间的相似性，帕塔普蒂安和他的同事还发现了第二种与压力感知相关的离子通道，命名为Piezo2。并通过研究证实Piezo1和Piezo2是离子通道，可以通过对细胞膜施以压力而直接激活。这一突破性发现证明了Piezo2离子通道对触觉极其重要，并且在身体位置和运动感知（即本体感觉）中也发挥着关键作用。后续研究中也发现，Piezo1和Piezo2通道可以调节包括血压、呼吸和膀胱控制在内的重要生理过程。此后，在多种细胞上都发现存在此类离子通道，即“压力感受器”。让人们开始意识到压力感知在触觉、疼痛、血压调节和本体感觉等方面的价值和作用。
今年的诺贝尔奖获得者戴维·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安对TRPV1、TRPM8和Piezo通道的开创性发现让我们了解了神经冲动是如何产生的，从而让我们进一步感受这个世界。科学家们对未知的探索不断地指引我们去发现新的科学大陆。
作者：郑玉婷
文字审核：柏双玲
科学性审核：尹铁伦 北京大学第三医院机场院区神经内科副主任医师
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