2021-10-06 16:30:15 來源:參考消息網 責任編輯:郭慶娜
核心提示:諾貝爾生理學或醫學獎周一授予朱利葉斯和帕塔普蒂安,這兩位科學家彼此獨立地發現了人類感知熱、冷、觸碰及自身身體運動的關鍵機制。

參考消息網10月6日報道 美國《紐約時報》網站10月4日報道,諾貝爾生理學或醫學獎周一授予戴維·朱利葉斯和阿德姆·帕塔普蒂安。這兩位科學家彼此獨立地發現了人類感知熱、冷、觸碰及自身身體運動的關鍵機制。

美國加利福尼亞大學舊金山分校生理學教授朱利葉斯博士利用紅辣椒中的一種關鍵成分,發現了神經細胞中一種能對令人不舒服的高溫作出反應的蛋白質。

位于加利福尼亞州拉霍亞的斯克里普斯研究所的分子生物學家帕塔普蒂安博士領導的一個團隊,用極小的吸管戳碰單個細胞,找到了一種對壓力、觸碰和身體各部位的位置情況作出反應的受體。

在朱利葉斯博士1997年關鍵性地發現一種熱感應蛋白后,制藥公司已投入數十億美元尋找通過瞄準這種受體來減輕疼痛的非阿片類藥物??茖W家們說,盡管研究仍在進行,但到目前為止,相關治療方法已遇到巨大障礙,制藥商的興趣基本上已經消失。

諾貝爾獎委員會于加利福尼亞州時間凌晨2時30分左右宣布獲獎者,為聯系上這兩位獲獎者頗費周折。朱利葉斯博士在接受采訪時說,他的一個親戚給他發來短信,說自己接到諾貝爾獎委員會秘書長的來電,但這位親戚不想把朱利葉斯博士的電話號碼給他。

帕塔普蒂安博士說,委員會最終通過固定電話聯系到了他94歲的父親,他父親隨后打電話告訴他:“我想你獲得了諾貝爾獎。”

帕塔普蒂安博士數小時后說:“我有點不知所措,但很開心。”

實至名歸

疼痛和壓力是科學家們努力描述感覺分子基礎的最新前沿領域。2004年諾貝爾獎授予了解釋嗅覺原理的研究。早在1967年,這一獎項曾頒給研究視覺的科學家。

但與嗅覺和視覺不同,對疼痛或觸碰的感知不局限于身體中的某個單獨部位,科學家甚至不知道要研究哪些分子。朱利葉斯博士周一在網上記者會上說:“這是最后一個進入分子分析領域的主要感覺系統。”

朱利葉斯博士研究中的最大障礙是,如何梳理一個由數以百萬計對感覺神經元中不同蛋白質進行編碼的DNA片段組成的資料庫,以找到對辣椒中重要成分辣椒素作出反應的片段。解決辦法是,將這些基因導入通常不會對辣椒素作出反應的細胞,直到發現那個使細胞能夠作出反應的基因。

當時,朱利葉斯博士實驗室中的科學家知道,他們發現的受體TRPV1——細胞表面一個被辣椒素激活的通道——必定主要是為了一種更常見的刺激而進化產生的,而不僅是遇到辣椒這種罕見情況。約翰斯·霍普金斯大學醫學院神經外科教授邁克爾·卡特里納博士說,后來發現這種刺激是熱??ㄌ乩锛{博士1997年曾在朱利葉斯博士的實驗室中參與有關這一問題的一項重要研究,發現酸也激活了這一通道。

卡特里納說,實驗室中的本科生托比亞斯·羅森“聰明地認識到,本質上我們克隆的是一種‘酸辣湯’受體。它有酸,很熱,是辣的”。

為尋找觸覺的分子基礎,帕塔普蒂安博士也不得不篩選大量可能的基因,他和他的合作者逐個篩選基因,直到找出那個失活后使細胞對極小吸管的戳碰不再敏感的基因。

這個對觸覺而言不可或缺的通道被稱為Piezo1,得名于希臘語中“壓力”一詞。為朱利葉斯博士實驗室和帕塔普蒂安博士實驗室提供資金的美國國家衛生研究院下屬的機構——國家神經紊亂和中風研究所的所長沃爾特·科羅謝茨博士說,現在,我們知道,這個通道和一個類似通道調節著包括伸展在內的一系列身體功能。

這些功能包括血管的工作、呼吸和對充盈膀胱的敏感度。

成果重要

疼痛受體被發現引起了制藥公司的興趣:他們認為,如果能阻斷朱利葉斯博士發現的通道,就能解決慢性疼痛問題。

但存在幾個主要問題。一個是,對疼痛一定程度的敏感性是有用的;如果沒有對疼痛的敏感,就可能在洗熱水澡時被燙著,或者在灶臺上把手燙傷??ㄌ乩锛{說:“疼痛是有用的。”

另一個問題是,研究結果表明,對熱作出反應的通道也有助于控制體溫。研究發現,阻斷這些通道會導致低燒——這可能是一大不利因素。

因此,包括倫敦大學國王學院藥理學教授彼得·麥克諾頓在內的一些科學家,集中注意力研究炎癥發生時這些通道會變得過度敏感的傾向。這些科學家不是試圖阻止這些通道的正?;顒?,而是研究如何安全地阻止它們在應對炎癥時進一步活躍起來。

卡特里納說,另一種方法是利用反復接觸辣椒素會降低感覺神經元的敏感性這一事實——這正是吃辣的人會產生某種耐受性的原因??ㄌ乩锛{博士說,使用含有大量辣椒素的處方強度貼片,可以減輕疼痛反應。

盡管如此,困難依然存在。例如,研究發現存在多個熱感應通道。阻斷其中一些,其他通道會起補償作用。

倫敦大學的約翰·伍德教授說,帕塔普蒂安博士研究工作中發現的通道參與了太多過程,使之難以成為藥物靶點。

經歷不凡

帕塔普蒂安博士是亞美尼亞裔,在黎巴嫩災難性的長期內戰中長大。1986年,18歲的帕塔普蒂安隨哥哥逃到美國。為了上大學,他干過各種各樣的活兒,如送披薩餅和為一家亞美尼亞語報紙寫每周星象分析。

在準備申請加利福尼亞大學洛杉磯分校醫學院期間,他加入一個研究實驗室。這樣,教授就能在推薦信中給他說好話。

帕塔普蒂安博士在接受采訪時說:“我愛上了基礎研究,這改變了我的職業軌跡……在黎巴嫩時,我甚至不知道科學家是一個職業。”

帕塔普蒂安說,他受到吸引研究觸覺和痛感,因為這些系統非常神秘。他說:“當你發現一個人們知之甚少的領域時,這就是一個鉆研的好機會。”

朱利葉斯博士也癡迷于人體感覺受體如何工作這一問題。他說,他在亞伯拉罕·林肯中學上學時開始考慮以科學為職業。當時,一名曾是職業棒球小聯盟選手的物理老師曾與學生談論如何計算棒球的軌跡。

朱利葉斯是加利福尼亞大學伯克利分校的研究生,后來又在哥倫比亞大學當博士后。他說,他對迷幻蘑菇和麥角酸二乙酰胺的致幻原理感興趣。更廣泛地說,他對來自大自然的物質如何與人類受體相互作用感興趣。

他說,對生存而言,沒有哪個感覺系統比疼痛更重要,而人類對疼痛的了解卻幾乎是最少的。因此,他的實驗室開始調查眾多令人不快的天然物質:狼蛛和珊瑚蛇體內的毒素、辣椒中的辣椒素以及令辣根和山葵如此辛辣的化學物質。

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