截至今年，諾貝爾生理學或醫學獎共頒發112次，有224人獲獎。該獎項的獎章上刻著這樣一句話：“新的發現使生命更美好。”
|作者：長夏東月
|編審：勞靈格
北京時間10月4日，瑞典卡羅林斯卡醫學院宣布了2021年諾貝爾獎生理學或醫學獎的結果。
來自美國的科學家戴維·朱利葉斯（David Julius）和阿代姆·帕塔博蒂安（Ardem Patapoutian），因為“發現溫度和觸覺感受器”獲獎。
·北京時間10月4日，2021年諾貝爾生理學或醫學獎揭曉，戴維·朱利葉斯（左）和阿代姆·帕塔博蒂安共同獲獎。
評獎委員會說，人類對熱、冷和觸覺的感知能力對生存至關重要，且鞏固了我們與周圍世界的互動。在日常生活中，我們認為這些感覺是理所當然的，但神經沖動是如何產生的，從而使溫度和壓力可以被感知的呢？
今年的諾貝爾獎得主解決了這個問題。
但對于“吃貨”們來說，或許會感興趣的是，兩位科學家在研究中還用到了辣椒素——據說，朱利葉斯最早萌生研究辣椒素的想法，是在超市“買買買”的時候。
辣椒涂抹皮膚，為何會火辣辣地疼？
朱利葉斯是一位生理學家，今年66歲，現任加州大學舊金山分校醫學院的生理學教授與系主任。他的實驗室所研究的領域與我們的生活息息相關。比如，他們研究了皮膚對加熱和冷卻做出反應的通道，讓我們對身體如何感知溫度有了更廣泛的了解。此外，他們還對疼痛的感覺以及炎癥如何影響疼痛敏感性，等等，這些方面做了深度研究。
·戴維·朱利葉斯。
朱利葉斯的學術之路，是妥妥的學霸之路。
1955年，他出生于美國紐約布魯克林，祖父母是東歐人，當年為了逃離當地的反猶太主義而移民美國。朱利葉斯從小就勤奮好學，而且頭腦聰明，在科學方面表現出濃厚的興趣。19歲那年，他考入麻省理工學院就讀本科，22歲畢業。之后，他到加州大學伯克利分校讀博士，畢業后又到哥倫比亞大學做博士后。有資料顯示，自上世紀80年代起，他就開始用當時比較新的方法尋找五羥色胺的受體——這些受體同時調節興奮性和抑制性神經傳導物質的傳遞。
從神經層面來看，人類的大多感官接受感應的過程可以簡化為：接受刺激-傳遞信號-大腦接收，并做出反應。這一過程中，需要一種被稱為“感受器”的結構的幫助。通俗地說，這種感受器類似于“鎖”或者“門”，他們只有在特定的情況喜愛才能被激活，就像鎖需要特定鑰匙才能打開一樣。
以味覺為例，我們為何會品嘗出苦味？原理是這樣的：當負責苦味的味覺感受器在遇到形狀和化學成分都符合要求的分子時，它們就會打開，然后經由一條通路向大腦傳遞信號，這時大腦就收到信息，感受到“好苦啊”。
目前，在味覺上，通過科學家的努力，已經發現了5種基本味道的感受器，分別負責咸、甜、酸、苦、鮮。在這些味道中，有一種味道與眾不同，那就是辣。更嚴格來說，辣并不是一種“味道”。這就與朱利葉斯的突破性發現密不可分。
到底為什么用辣椒涂抹皮膚，會覺得火辣辣地疼？朱利葉斯近些年一直在研究的問題。
1989年，朱利葉斯加入加州大學舊金山分校，擔任該校教授。此間，他開始尋找辣椒素的受體，辣椒素是辣椒中的一種化合物，可以引發疼痛感。
據說，朱利葉斯最早是在超市購物時有了研究辣椒素的想法。他說：“我看著這些貨架和上到處都是辣椒和辣椒提取物（辣醬），并想，這是一個如此重要和如此有趣的問題。我真的必須認真對待這件事（指研究辣椒素的作用）。”當時，她的科學家妻子站在過道上，看著他說：“你在做什么？”他回答：“我真的很沮喪。我真的需要弄清楚這個問題。”妻子有些生氣，勸他“別胡鬧了”，兩人離開超市。
后來，朱利葉斯一直放不下這個問題，把自己的想法告訴實驗室同事，同事接受了他提出的挑戰。于是，研究就這樣開始了。“這就是科學的方式：在正確的時刻，正確的東西聚在一起。”朱利葉斯說。
1997年，經過多年努力，朱利葉斯的小組終于有了新發現——找到了一個辣椒素激活的蛋白質分子TRPV1，并發現TRPV1經加熱后會被激活。這一發現，揭開了溫度感受的機理和痛覺的外周感受的部分機理。TRPV1在人體身上的分布很廣泛，所以辛辣的食物進出身體時（比如吃完火鍋第二天拉肚子時），我們都會感受到灼熱和疼痛。
與此同時，他還確認了一件事，那就是TRPV1屬于TRP通道家族。事實上，早在1969年，就有科學家在果蠅中發現過TRP基因，但是并沒有人知道它的功能所在。
·朱利葉斯利使用辣椒中的辣椒素來識別TRPV1，這是一種由痛苦的高溫激活的離子通道。
（圖片來源：nobelprize.org）
這些年，因為在這一領域的研究，朱利葉斯屢獲大獎。2010年，因對辨認涉及傷害性作用的離子通道的研究，他獲得邵逸夫獎。同年，他也獲得阿斯圖里亞斯親王獎科學技術獎。
“朱利葉斯的小組后來還陸續發現了這個家族的其它受體，譬如涼爽受體以及芥末油受體。這一新發現的TRPV1及相關通道目前已成為新型止痛藥研發關注的靶點。”清華大學藥學院研究員肖百龍在接受《知識分子》采訪時說。
朱利葉斯研究“痛苦”，但收獲了不少快樂。2019年他因“發現了痛覺背后的分子、細胞和機制”而獲得突破獎—生命科學獎，獎金是300萬美元。關于獎金，當時他曾說自己喜歡給社區捐款，“我真的很喜歡支持藝術、音樂和科學教育，所以我會繼續做這些事情”。
這一次，朱利葉斯和阿代姆·帕塔博蒂安將獲得1000萬瑞典克朗（約合人民幣740.9萬元），他們會如何處理，目前不得而知。
至于今年為何將生理學或醫學獎共同頒給朱利葉斯和阿代姆·帕塔博蒂安，饒毅的解釋是：“因為他們在壓力感覺都有貢獻。其中對于長期懸而未決的聽覺，他們和其他人都有直接或間接貢獻。”
或將推進慢性疼痛及多種疾病的治療
帕塔博蒂安和朱利葉斯的研究不謀而合。
TRPV1的發現是一項重大突破，為揭開其他溫度感受器的神秘面紗開辟了道路。在此基礎上，朱利葉斯和帕塔博蒂安分別獨立確認了TRPM8分子的存在，這種分子會對薄荷醇和寒冷產生反應。
除了溫度的感受機制之外，人類也一直不太清楚機械刺激如何轉化為觸覺和壓力感。
帕塔博蒂安把這方面的認知向前推進了一大步。他發現了能對皮膚和內部器官的機械刺激作出反應的新型感受器PIEZO1和PIEZO2——在給它們命名時，帕塔博蒂安使用了古希臘語里的“壓力”一詞，“piezi”。
·帕塔博蒂安發現了PIEZO1和PIEZO2。
帕塔博蒂安于1967年出生在黎巴嫩。他在戰火中經歷了動蕩的童年，19歲時到了美國洛杉磯定居，后來獲得美國帕薩迪納加州理工學院的博士學位。2000年之后，他來到加州斯克里普斯研究中心任職。
帕塔博蒂安的研究生涯并非一帆風順。他曾在接受采訪時透露，很長一段時間他的研究一直沒什么進展，搞得自己都想轉行了，好在最后還是堅持了下來。
值得注意的是，帕塔博蒂安的實驗室里有不少亞裔研究人員。不久前，他和多位亞裔學生發表了一項研究成果，發現一種與觸覺蛋白密切相關的傳感器蛋白。
·阿代姆·帕塔博蒂安和亞裔同事們在一起。
發現溫度和觸覺感受器為何如此重要？諾貝爾獎生理學獎或醫學獎獎項委員會表示：“這些知識正在被用于開發多種疾病的治療方法，包括慢性疼痛的治療。”
TRPV1與身體的慢性疼痛及核心溫度調節等有關，并且對炎癥過程中產生的化學物質很敏感，這為癌癥疼痛和其他疾病的治療開辟了新的潛在途徑。
PIEZO1和PIEZO2則參與到了血壓、呼吸和膀胱控制等多項身體機能中，還有研究顯示，PIEZO2缺乏的人，在黑暗中站立和行走都有困難。有關它們的研究，也將把我們導向全新的未知領域。
在帕塔博蒂安家，率先得知他獲得諾貝爾獎的并不是他本人，而是他94歲的父親——在瑞典卡羅林斯卡醫學院打來電話的晚上，帕塔博蒂安把手機調節到了勿擾模式，所以相關信息轉到了他父親那里。帕塔博蒂安開玩笑道：“最后還是被打擾到了。”
雖然兩位科學家是一起獲的獎，但他們的研究是各自獨立進行。帕塔博蒂安坦言，他們之間存在良性的競爭。“與偉大的科學家一起工作和競爭總是好的，戴維當然是其中之一。”
·溫度和觸覺感受器的發現，對我們了解許多生理過程和疾病狀況非常重要。
新的發現使生命更美好
截至今年，諾貝爾生理學或醫學獎共頒發112次，有224人獲獎。該獎項的獎章上刻著這樣一句話：“新的發現使生命更美好。”
事實上，跟經濟學獎、文學獎等獎項相比，諾貝爾生理學獎或醫學獎總是顯得有些“高冷”，相關的成果似乎很難為我們普通人所真正理解。
但正如獎章上這句話所描述的，在該獎項的背后，是無數科學家為了對抗疾病和死亡所做的孜孜不倦的努力。
回顧這一獎項120年的歷史可以看到，人類如今能應對各種歷史上的“疑難雜癥”、享受到很多健康保障，與一代代科學家的積淀密不可分——
1901年，德國生理學家貝林因其在血清療法及白喉疫苗等方面作出的貢獻，首次獲頒該獎項。
20世紀之前被視為“不治之癥”的糖尿病，因為胰島素的發現逐漸被攻克。1921年，加拿大醫學家弗雷德里克·班廷因為從動物胰腺中提得可供臨床應用的胰島素而獲獎。
中國科學家屠呦呦2015年獲獎的故事，中國人就更為熟悉了：屠呦呦團隊從中藥中分離出抗瘧藥物青蒿素，以此為基礎的瘧疾療法，拯救了數百萬人的生命。
·當地時間2015年12月10日，瑞典斯德哥爾摩舉行諾貝爾頒獎典禮，瑞典國王為屠呦呦頒獎。
再看看最近5年生理學或醫學獎的得主情況：
受新冠疫情影響，近兩年生理學或醫學獎格外令人關注，與新冠有關的領域也成為各方押注的熱門。甚至在2020年時，就有預測稱，諾貝爾獎或頒給研究新冠病毒的科學家們。但業內人士表示，諾貝爾科學類獎項一般會頒給那些經受住時間考驗的成就。基于此，關于新冠的科學研究要在近年摘得諾獎，可能性非常小。
值得一提的是，2020年生理學或醫學獎的得主之一加拿大病毒學家邁克爾·霍頓，在新冠肺炎疫情暴發后的第一時間，就率領團隊投入了新冠病毒疫苗的研發。
感謝這些科學家，讓我們的生命更加美好。
資料來源：諾貝爾獎官網、《大眾科學》等
