冰冷還是溫暖？你的感受由它決定！

憑借發(fā)現(xiàn)了溫度和觸覺的受體，David Julius與Ardem Patapoutian斬獲2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

觸覺使我們感受這個世界的最直接途徑之一：春風(fēng)拂面、驕陽似火、秋日暖陽、冰天雪地……這些真切的感受都是觸覺帶給我們的。

我們究竟是如何感受到，溫度或者壓力帶給我們的觸感上的變化？

很長一段時間，科學(xué)家們并沒有給出一個明確的答案。而就在今年，諾貝爾獎的得主給了我們答案。

今天我們就來一起討論一下，我們的身體，是如何感受這個世界的。

辣椒素是辣椒的活性成分。它對哺乳動物包括人類都有刺激性并可在口腔中產(chǎn)生灼燒感。

很久以前人們就知道，辣椒素可以激活神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)而使機(jī)體產(chǎn)生痛感，但是這整個過程的作用機(jī)制仍不明晰。

沒有什么煩惱是一頓火鍋不能解決的，如果有那就再加一杯可樂（辣和甜都能令大腦產(chǎn)生快感）

David Julius和同事們建立了一個巨大的DNA文庫。文庫中的DNA片段，包含了疼痛、熱和觸碰產(chǎn)生反應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞中所表達(dá)的基因。

他們假設(shè)這個文庫中存在能與辣椒素反應(yīng)的蛋白質(zhì)。通過逐一篩選的方式（將文庫中的DNA片段分別在不會對辣椒素產(chǎn)生反應(yīng)的細(xì)胞中表達(dá)），找到了一段讓細(xì)胞對辣椒素產(chǎn)生反應(yīng)的基因。

接著他們完成了一系列實驗，證明了該基因編碼的是一種新的離子通道蛋白——辣椒素受體蛋白TRPV1。后續(xù)的實驗中表明，這是一種熱感覺受體，熱到疼痛時，該受體被激活。

接下來的一段時間內(nèi)，David Julius與Ardem Patapoutian又利用薄荷醇，發(fā)現(xiàn)了寒冷受體——TRPM8。

與TRPV1及TRPM8相關(guān)的離子通道蛋白不斷被報道出來。并且，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)它們可以由不同的溫度激活。越來越多的實驗室投入到相關(guān)課題的研究中去。

而TRPV1的發(fā)現(xiàn)，無疑擁有巨大的意義，讓我們能夠了解不同的溫度與神經(jīng)系統(tǒng)中的電信號之間，存在怎樣的關(guān)系。

隨后，研究人員又理清了機(jī)械刺激與觸覺的關(guān)系。

Ardem Patapoutian和他的伙伴先假設(shè)外界所施加的機(jī)械力，能夠激活的受體是一種離子通道，然后篩選出72個候選基因，分別knock out/失活，觀察微量移液管插入單個改造過的細(xì)胞時，該細(xì)胞系是否會發(fā)出可被測量的電信號。

最終，他們鎖定了對微量移液管的戳刺壓力不再敏感的細(xì)胞系，從而成功找出全新基因——PIEZO1和PIEZO2。當(dāng)面臨機(jī)械壓力時，它們可以直接被激活。

I can touch it！

經(jīng)證實，PIEZO2在身體位置和運(yùn)動感知(即本體感覺)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，并與Piezo1 一起調(diào)節(jié)血壓、呼吸和膀胱等生理活動。

科學(xué)家們闡述了各種離子通道在生理過程中發(fā)揮的功能，為研發(fā)治療多種疾病如慢性疼痛、糖尿病神經(jīng)病變、哮喘、心臟肥大、肥胖、代謝紊亂以及癌癥中的疼痛等，提供了理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

Julius, David. TRP Channels and Pain[J]. Annual Review of Cell & Developmental Biology, 2013, 29(1):355-384.

Bautista D M ,   Siemens J ,   Glazer J M , et al. The menthol receptor TRPM8 is the principal detector of environmental cold.[J]. Nature, 2007, 448(7150):204-8.

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