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冷热、压力感知有了权威解释!每经对话2021诺奖生理学或医学奖项目资助研究所

每日经济新闻 2021-10-14 17:34:28

◎10月4日,美国科学家大卫•朱利叶斯和阿登•帕塔普蒂安因温度和触觉受体方面的发现荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖,破解了人类的感知之谜。

◎美国国家神经失调和中风研究所所长沃尔特•科罗舍茨对每经记者表示,两位诺奖得主的研究显示,温度和触觉感应器就是可以形成跨细胞膜通道的蛋白质。

◎关于这两项研究的应用,目前主要重点是研发与各种传感通道蛋白相互作用以减轻疼痛的药物。

每经记者 文巧    每经编辑 兰素英    

沃尔特•科罗舍茨 图片来源:美国国家神经失调和中风研究所官网截图

神经系统如何解码和传递有关温度、疼痛和触觉的信息,决定了人类如何感知这个世界。

当我们用手指在粗糙的表面上划过时,将手伸入口袋寻找钥匙或硬币时,或是将手浸入水中判断水温时,皮肤神经末梢上一种被称为“受体”的特殊感应结构会发出一连串的电脉冲,以告知大脑发生了什么。

北京时间10月4日下午,瑞典卡罗琳医学院宣布将2021年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家大卫•朱利叶斯(David Julius)和阿登•帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian),以表彰他们对温度和触觉受体的发现,破解了人类的感知之谜。

神经冲动如何产生,然后让人感知温度和压力?两位科学家的重磅发现在今后会有何种应用?是否有可能用于新冠肺炎相关疾病的治疗?基于上述问题,《每日经济新闻》专访了美国国家神经失调和中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)所长沃尔特•科罗舍茨(Walter J. Koroshetz),该研究所隶属于美国国立卫生研究院(NIH),也是以上两大诺奖获奖研究项目的资助机构。

NBD:能否解释一下两位诺奖生理学或医学奖得主的研究成果?它们是如何在人类的日常生活发挥重要作用的?

科罗舍茨:人类总是能感知来自环境中的各种刺激。但如果没有合适的感应器,我们将无法感知环境,也无法正常生活。两位研究者能够荣膺诺贝尔奖,正是因为他们确定并表征了这些传感分子。

他们的研究显示,这些感应器就是可以形成跨细胞膜通道的蛋白质。在朱利叶斯的实验中,辣椒素(在辣椒中引起热感的化学物质)的刺激可以激发人体对温度的传感通道。在帕塔普蒂安的实验中,通道被激活是由于细胞膜因外部压力而变形,这种通道被称为牵张传感通道。

为什么我们需要热感应器?显而易见,是为了自我保护,这样才不会烫伤自己。相比之下,牵张传感受体可能不那么为人所知,但它们存在于身体的每个部位,例如血管、耳朵、肠道等等,让人体可以感知外部压力。

NBD:两位科学家的发现未来可能会有哪些实际应用?目前正在进行的相关研究主要集中在哪些方面?

科罗舍茨:这两大发现距今已有数年,目前主要重点是研发与各种传感通道蛋白相互作用以减轻疼痛的药物。

NBD:这两项研究成果是否有可能用于新冠肺炎的治疗?

科罗舍茨:据我了解,免疫细胞其实具有牵张受体,这些受体会参与细胞对炎症的反应。在感染新冠肺炎后出现持续症状(如体位性心动过速)的患者中,有一些证据表明,此类患者感知不到腿部静脉的正常牵张。但目前,我还未听说有人做相关研究,未来会更多地考虑这一问题。

NBD:如果可以基于他们的研究成功开发出一种新的治疗疼痛类疾病的方法,那么它和传统的止痛药会有什么区别?

科罗舍茨:传统止痛药主要作用于疼痛传感器所在位置的上游,例如,阿片类药物作用于大脑。感知疼痛的受体存在于皮肤、粘膜、肠道内壁等的神经中,在最靠近疼痛系统的部位进行干预就有很强的优越性,例如,不会让人上瘾,但关键点是如何在不破坏感应系统的情况下进行足够调节以降低疼痛。

NBD:美国国家神经失调和中风研究所是两位科学家研究项目的资助机构,请问是如何选中这两个项目进行资助的呢?

科罗舍茨:与美国国立卫生研究院(NIH)下属的其他研究所一样,所有大学的研究项目都可以来申请我们的项目资助。项目将由来自全国各地大学的同行科学家所组成的委员会进行审查,委员会根据科学价值进行评分,NIH会资助评分最高的项目,直到资金用完为止。几乎所有类型的生物医学科学研究项目都可申请NIH资助。

封面图片来源:美国国立卫生研究院官网截图

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诺奖 诺贝尔生理学或医学奖

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