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manbet手机版2021-10-04

manbet手机版在卡罗林斯卡学院举行的诺贝尔大会

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manbet手机版2021年诺贝尔生理学或医学奖

manbet手机版共同来

manbet手机版David Julius和Ardem Patapoutian

manbet手机版他们发现了温度和触觉感受器

manbet手机版我们感知热、冷和触觉的能力对生存至关重要，也是我们与周围世界互动的基础。manbet手机版在日常生活中，我们认为这些感觉是理所当然的，但神经冲动是如何启动的，从而可以感知温度和压力?manbet手机版今年的诺贝尔奖得主已经解决了这个问题。

manbet手机版大卫·朱利叶斯利用辣椒素(辣椒中的一种刺激性化合物，能引起灼烧感)来识别皮肤神经末梢上对热量做出反应的传感器。manbet手机版Ardem Patapoutian利用压敏细胞发现了一种新型传感器，可以对皮肤和内脏的机械刺激做出反应。manbet手机版这些突破性的发现引发了密集的研究活动，导致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。manbet手机版获奖者们发现了我们理解感官与环境之间复杂相互作用的关键缺失环节。

manbet手机版我们如何感知世界?

manbet手机版人类面临的最大谜团之一是我们如何感知环境的问题。manbet手机版几千年来，我们的感官机制一直激发着我们的好奇心，例如，眼睛是如何探测到光的，声波是如何影响我们的内耳，以及不同的化合物是如何与我们鼻子和嘴巴中的感受器相互作用，产生嗅觉和味觉的。manbet手机版我们也有其他方式来感知周围的世界。manbet手机版想象一下，在炎热的夏天赤脚走过草坪。manbet手机版你能感觉到太阳的热，风的轻抚，还有脚下一片片草叶。manbet手机版这些对温度、触觉和运动的印象对于我们适应不断变化的环境是必不可少的。

manbet手机版在17世纪，哲学家René笛卡尔设想了将皮肤的不同部分与大脑连接起来的线。manbet手机版通过这种方式，一只脚接触明火就会向大脑发送机械信号(图1)。后来的发现揭示了专门的感觉神经元的存在，它们可以记录我们环境的变化。manbet手机版约瑟夫·厄兰格manbet手机版而且manbet手机版赫伯特夸夸其谈的人manbet手机版1944年，他们因狗万世界杯发现不同类型的感觉神经纤维而获得诺贝尔生理学或医学奖，这些感觉神经纤维对不同的刺激做出反应，例如对疼痛和非疼痛的触摸做出反应。manbet手机版从那时起，已经证明神经细胞在检测和转导不同类型的刺激方面高度专门化，允许我们对周围环境有细微的感知;manbet手机版例如，我们通过指尖感受表面纹理差异的能力，或者我们分辨愉悦的温暖和痛苦的热量的能力。

manbet手机版在David Julius和Ardem Patapoutian的发现之前，我们对神经系统如何感知和解释我们的环境的理解仍然包含一个基本的未解问题:温度和机械刺激如何在神经系统中转化为电脉冲?

manbet手机版科学升温了!

manbet手机版在20世纪90年代后期，美国加州大学旧金山分校的大卫·朱利叶斯通过分析化合物辣椒素是如何引起我们接触辣椒时的灼烧感，看到了重大进展的可能性。manbet手机版人们已经知道辣椒素可以激活神经细胞，引起疼痛感，但这种化学物质是如何发挥这种功能的，这是一个未解之谜。manbet手机版朱利叶斯和他的同事创建了一个包含数百万个DNA片段的文库，这些DNA片段与感觉神经元中表达的基因相对应，这些感觉神经元可以对疼痛、热和触摸做出反应。manbet手机版朱利叶斯和同事们假设，这个文库中可能包含一个编码能够对辣椒素产生反应的蛋白质的DNA片段。manbet手机版他们在培养的细胞中表达了这些收集的个体基因，这些细胞通常对辣椒素没有反应。manbet手机版经过一番艰苦的研究，发现了一个能够使细胞对辣椒素敏感的基因(图2)。辣椒素感知基因被发现了!manbet手机版进一步的实验表明，该基因编码了一种新的离子通道蛋白，这种新发现的辣椒素受体后来被命名为TRPV1。manbet手机版当Julius研究这种蛋白质对热的反应能力时，他意识到他发现了一种热感受体，在感觉疼痛的温度下会被激活(图2)。

manbet手机版TRPV1的发现是一项重大突破，引领了解开其他温度感应受体的道路。manbet手机版David Julius和Ardem Patapoutian各自使用化学物质薄荷醇来鉴定TRPM8，一种被证明会被寒冷激活的受体。manbet手机版与TRPV1和TRPM8相关的其他离子通道被识别出来，并被不同的温度范围激活。manbet手机版许多实验室开展研究项目，通过使用缺乏这些新发现基因的转基因小鼠来研究这些通道在热感觉中的作用。manbet手机版大卫·朱利叶斯对TRPV1的发现是一个突破，使我们能够理解温度的差异是如何在神经系统中诱导电信号的。

manbet手机版在压力下研究!

manbet手机版虽然人们对温度感觉的机制还在研究中，但尚不清楚机械刺激是如何转化为我们的触觉和压力感的。manbet手机版研究人员此前在细菌中发现了机械传感器，但脊椎动物的触摸机制仍然未知。manbet手机版Ardem Patapoutian在美国加州拉霍亚的斯克里普斯研究中心工作，他希望能确定机械刺激激活的难以捉摸的受体。

manbet手机版Patapoutian和他的合作者首先发现了一种细胞系，当用微量吸管戳单个细胞时，它会发出可测量的电信号。manbet手机版假设机械力激活的受体是一个离子通道，并在下一步确定了编码可能受体的72个候选基因。manbet手机版将这些基因逐一灭活，以发现所研究细胞中负责机械敏化的基因。manbet手机版经过艰苦的搜寻，帕塔波田和他的同事成功地鉴定出了一个基因，该基因的沉默使细胞对微量吸管的戳戳不敏感。manbet手机版人们发现了一个全新的、完全未知的力学敏感离子通道，并将其命名为Piezo1，这是希腊语中压力的意思(í;manbet手机版piesi)。manbet手机版通过与Piezo1的相似性，第二个基因被发现并命名为Piezo2。manbet手机版感觉神经元被发现表达高水平的Piezo2，进一步的研究证实Piezo1和Piezo2是由细胞膜上的压力直接激活的离子通道(图3)。

manbet手机版Patapoutian的这一突破促使他和其他团队发表了一系列论文，证明压电离子通道对触觉至关重要。manbet手机版此外，Piezo2被证明在身体位置和运动的重要感知中发挥着关键作用，即本体感受。manbet手机版在进一步的研究中，Piezo1和Piezo2通道已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。

manbet手机版这一切都说得通!

manbet手机版今年的诺贝尔奖得主对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。manbet手机版色氨酸通道对我们感知温度的能力至关重要。manbet手机版压电通道赋予我们触觉和感知身体部位位置和运动的能力。manbet手机版TRP和Piezo通道还有助于许多依赖于感知温度或机械刺激的额外生理功能。manbet手机版来自今年诺贝尔奖授予的发现的密集的正在进行的研究集中在阐明它们在各种生理过程中的功能。manbet手机版这些知识正被用于开发各种疾病的治疗方法，包括慢性疼痛(图4)。

manbet手机版主要出版物

manbet手机版卡特琳娜MJ，舒马赫MA，富永M，罗森TA，莱文JD，manbet手机版朱利叶斯·Dmanbet手机版．manbet手机版辣椒素受体:疼痛通路中的热激活离子通道。manbet手机版自然1997:389:816 - 824。

manbet手机版Tominaga M, Caterina MJ, Malmberg AB, Rosen TA, Gilbert H, Skinner K, Raumann BE, Basbaum AI，manbet手机版朱利叶斯·Dmanbet手机版．manbet手机版克隆的辣椒素受体整合了多种产生疼痛的刺激。manbet手机版神经元1998:21:531 - 543。

manbet手机版Caterina MJ, Leffler A, Malmberg AB, Martin WJ, Trafton J, peterson - zeitz KR, Koltzenburg M, Basbaum AI，manbet手机版朱利叶斯·Dmanbet手机版．manbet手机版缺乏辣椒素受体的小鼠痛觉和痛觉受损。manbet手机版科学2000:288:306 - 313

manbet手机版McKemy DD Neuhausser WMmanbet手机版朱利叶斯·Dmanbet手机版．manbet手机版冷受体的鉴定揭示了TRP通道在热感觉中的一般作用。manbet手机版自然2002:416:52-58

manbet手机版Peier AM, Moqrich A, Hergarden AC, Reeve AJ, Andersson DA, Story GM, Earley TJ, Dragoni I, McIntyre P, Bevan S，manbet手机版Patapoutian一manbet手机版．manbet手机版色氨酸通道可以感知寒冷刺激和薄荷醇。manbet手机版细胞2002:108:705 - 715

manbet手机版Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE，manbet手机版Patapoutian一manbet手机版．manbet手机版Piezo1和Piezo2是不同机械活化阳离子通道的重要组成部分。manbet手机版科学通报，2010:33 - 44

manbet手机版Ranade SS, Woo SH, Dubin AE, Moshourab RA, Wetzel C, Petrus M, Mathur J, Bégay V, Coste B, Mainquist J, Wilson AJ, Francisco AG, Reddy K, Qiu Z, Wood JN, Lewin GR，manbet手机版Patapoutian一manbet手机版．manbet手机版压电2是用于小鼠触觉的机械力的主要传感器。manbet手机版自然2014:516:121 - 125

manbet手机版吴S-H，卢卡奇V，德诺伊杰JC，扎伊采娃D，克里德尔CR，弗朗西斯科A，杰塞尔TM，威尔金森KA，manbet手机版Patapoutian一manbet手机版．manbet手机版压电2是本体感觉的主要机械传导通道。manbet手机版自然神经科学2015:18:1756-1762

manbet手机版大卫·朱利叶斯manbet手机版1955年出生于美国纽约。manbet手机版1984年，他在加州大学伯克利分校获得博士学位，并在纽约哥伦比亚大学做博士后。manbet手机版David Julius于1989年被聘为加州大学旧金山分校教授。

manbet手机版Ardem Patapoutianmanbet手机版1967年出生于黎巴嫩贝鲁特。manbet手机版年轻时，他从饱受战争蹂躏的贝鲁特搬到美国洛杉矶，并于1996年在美国帕萨迪纳加州理工学院获得博士学位。manbet手机版他是加州大学旧金山分校的博士后。manbet手机版自2000年以来，他是加州拉霍亚斯克里普斯研究所的一名科学家，现在是那里的教授。manbet手机版自2014年以来，他是Howard Hughes Medical Institute的调查员。

manbet手机版插图:©诺贝尔生理学或医学委员会。manbet手机版插画师:Mattias Karlén

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