疫情时代我们仍然需要温暖和拥抱......2021年诺贝尔生理学或医学奖揭晓( 二 )
该团队还发现芥末受体与切洋葱时眼睛刺痛有关 , 并且也可被某些动物的毒素激活 , 例如蝎子 。
朱利叶斯认为 , 这个发现的“关键”在于“它对于理解炎症性损伤产生的疼痛很重要” , 并且可能有助于了解“组织损伤为何不仅产生急性疼痛 , 还会产生持续性疼痛 , 甚至形成慢性疼痛综合症” 。
为什么阿登·帕塔普蒂安获奖?
1997年 , 科学家首次发表论文 , 介绍了他们克隆辣椒素受体基因的工作 。 那个时候的帕塔普蒂安刚刚逃离黎巴嫩战争 , 以亚美尼亚移民的身份来到美国 , 成为了一名医生 , 然后很快“爱上了搞研究” , 也开始了他对感官知觉的分子基础的探索 。
帕塔普蒂安的博士后生涯是在加州大学旧金山分校度过的 , 他也在那里遇到了朱利叶斯 。 两位获奖者表示他们的同事关系最初是“竞争性”的 , 之后随着各自专注于不同的受体 , 竞争关系转变成了“互补性”的 。 帕塔普蒂安确定了用于编码力学通道蛋白Piezos的基因;这些蛋白质负责感知皮肤和血管中的压力传感 , 在机体健康方面的重要性大过触觉 。 ”
这些发现打开了理解力学生物学的大门——一个与生物学、工程学以及物理学交叉的新兴科学领域 。 ”
触觉和神经性疼痛
帕塔普蒂安研究的出发点是他观察到触觉是唯一基于“物转化”过程(诸如压力之类的物理信号转换为可被身体理解的化学语言)的感觉 。 “在研究帮助机体感受触觉和疼痛的周围神经时 , 我们发现了一些非常特别的东西 , 那就是它们会做一些身体其他部位不会做的事情 。 它们能感知温度和触觉等物理力 。 人们对身体如何将这些物理力转化为化学语言知之甚少 。 ”
帕塔普蒂安和同事在实验室培养物中寻找对压力的物理刺激产生电学反应的细胞 。 如果发现了目标 , 他们就会通过RNA干扰系统地抑制候选基因的表达 , 直到他们分离出受体 。 在这个阶段 , 他们仍然不知道这一发现可能与其他生理过程有什么关系 。 帕塔普蒂安如此说道:“我们知道有蛋白质参与了机体的疼痛、触觉、热或血压感知 , 但没人知道Piezos蛋白家族——我们团队发现的Piezo1和Piezo2受体——参与了全部这些感知 。 ”
这一突破是该研究领域一系列发现中的第一个 。 帕塔普蒂安团队此后揭示了Piezo受体的三维结构 , 这有助于阐明它们的机械功能 。 事实证明 , 它们是大型蛋白质 , 反复进出细胞膜 , 就像固定在膜上的橡皮筋交替拉伸和收缩 。 去年10月 , 发表于《自然》(Nature)的一篇文章描述了Piezo2蛋白如何表明膀胱已被充满 。 此外 , Piezo2还被证明能探测到皮肤被轻轻抚摸 , 或在皮肤因晒伤而发炎时拉响警报 。
帕塔普蒂安表示:“Piezo2是非常特殊的疼痛子集所必需的 。 被锤子击中的疼痛与这个受体几乎没有关系 , 但假使你被晒伤了——触摸你肩膀就会带来疼痛 , 那么这种疼痛的感知似乎是依赖于Piezo2的 。 这一发现对于治疗神经性疼痛很重要 。 我相信 , 就这些发现很可能给未来五年或十年的医学界带来很有趣的新东西 。 ”
斯克利普斯研究所的研究人员还发现 , 这些传感器在“本体感觉”(proprioception)中发挥着重要作用 , 让我们能够感知身体各部分的相对位置 。
帕塔普蒂安相信力学生物学将揭示细胞间通讯的其他方式 , 这可能给生物医学研究带来巨大影响:“到目前为止 , 我们主要将生命视为一袋通过化学合成相互交流的化学物质 , 但我们越来越意识到力学生物学在从细胞分裂一直到听觉、触觉和疼痛的方方面面都发挥着重要作用 。 到目前为止 , 我们的发现非常令人兴奋 , 但这只是这门新科学的冰山一角 。 ”
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