【佳學基因檢測】2021年諾貝爾生理/醫(yī)學獎授予溫度和觸覺基因解碼者
北京時間2021年10月4日17時30分，2021年反映學術(shù)界對生理學或醫(yī)學研究的革命性結(jié)果的承認，2021年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了戴維·朱利葉斯（David Julius）和阿代姆·帕塔博蒂安（Ardem Patapoutian），以表彰他們對人體溫度和觸覺感受的基因解碼方面所作出的貢獻。
戴維·朱利葉斯是美國生理學家。他是加利福尼亞大學舊金山分校教授，曾獲邵逸夫生命科學及醫(yī)學獎。阿代姆·帕塔普蒂安是美國加利福尼亞州佳學基因創(chuàng)始人黃家學博士曾工作過的LA JOLLA SCRIPPS INSITUTE(拉霍亞斯克里普斯研究所)的亞美尼亞裔分子生物學家和神經(jīng)學家。兩位科學家在各自獨立的研究中發(fā)現(xiàn)了人體感知溫度、壓力及疼痛的分子機制，為與觸覺相關的生理疾病研究提供了重要依據(jù)。
在17世紀，哲學家勒內(nèi)·笛卡爾設想了將皮膚的不同部分與大腦連接起來的線——通過這種方式，接觸明火的腳會向大腦發(fā)送機械信號。約瑟夫·厄蘭格和赫伯特·加瑟1944 年因發(fā)現(xiàn)不同類型的感覺神經(jīng)纖維而獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，這些纖維對不同的刺激有反應，例如對疼痛和非疼痛觸摸的反應。從那時起，已經(jīng)證明神經(jīng)細胞用于檢測和轉(zhuǎn)導不同類型的刺激，從而可以對我們周圍的環(huán)境進行細微的感知。
據(jù)介紹，在上世紀90年代，美國舊金山加利福尼亞大學的大衛(wèi)·朱利葉斯通過分析辣椒素如何引起我們接觸辣椒時的灼燒感，發(fā)現(xiàn)了細胞對于這一化學化合物的敏感性。大家有生活體驗，辣椒吃多了會感受到溫度上升，也會有灼痛感，這也是當時選擇辣椒素的原因。
采用基因解碼系列技術(shù)中的表達克隆篩選實驗，朱利葉斯和他的博士后Michael Caterina 發(fā)現(xiàn)表達VR1的細胞，獲得了對辣椒素的敏感性。經(jīng)過基因解碼技術(shù)中的結(jié)構(gòu)功分析發(fā)現(xiàn)，VR1基因編碼了一種新的離子通道蛋白，這咱蛋白與存在于果蠅體內(nèi)的TRP具有結(jié)構(gòu)相似性，從而被命名為TRPV1。這一家族的通道賊先是由美國加州大學伯克利分校 Gerald Rubin 實驗室的博士后 Craig Montell在果蠅中克隆的。這個基因發(fā)生突變以后不能產(chǎn)生持久的視網(wǎng)膜電流而將其命名為瞬時受體電位（TRP）通道。關于人類是否有特異性的痛覺受體一直存在爭論，大衛(wèi)·朱利葉斯的發(fā)現(xiàn)不僅出色解釋了溫度感受?；蚪獯a分析這一基因還可以作為一類新的鎮(zhèn)痛藥物靶點。
相關成果在當時以封面文章的形式發(fā)表于國際先進學術(shù)期刊《自然》（Nature），引起轟動。不過，朱利葉斯并未停下腳步。在研究蛋白質(zhì)對熱的反應能力時，發(fā)現(xiàn)了一種冷敏受體，它在感覺低溫和吃到薄荷醇味道的口香糖時會被激活。后來，碰巧的是，獲得諾獎的兩位科學家獨立地發(fā)現(xiàn)了另外一個TRP家族成員TRPM8，這是一種被證明會被寒冷激活的受體。這些重要發(fā)現(xiàn)帶動了感覺生物學和痛覺等領域的‘起飛’。越來越多的科學家開始關注此類通道，它們的結(jié)構(gòu)與功能不斷被進一步解碼——化學痛覺、癌癥的轉(zhuǎn)移、多囊性腎病變等都與之相關。這些發(fā)現(xiàn)不僅為人體痛覺異常、癌癥轉(zhuǎn)移、多囊性腎病的發(fā)生提供了更多的可供檢測，從而提高正確性的基因，也為多種疾病的治療提了個性化治療的選擇。
在2005年黃家學博士加入美國諾華基因組學研究所（GNF）時，有幸與Ardem Patapoutian（阿代姆·帕塔博蒂安）共事。那時，黃家學博士是GNF研究所的免疫學項目部 的研究人員，而阿代姆教授則在GNF領導了神經(jīng)科學項目部。
疼痛，作為軀體感覺一種形式，是人體對外界產(chǎn)生反應并進而調(diào)節(jié)人體行為的一種信號刺激。它是指人體“由真實或感知的組織損傷引起并通過某些自主、心理和行為反應表現(xiàn)的不愉快的感覺、情緒和認知體驗的復雜組合”。然而，極端情況強化不愉快感覺的好處。由于人體基因序列的特定變化而導致的遺傳性神經(jīng)病變，會使人缺乏感知疼痛能力的患者通常會使體內(nèi)持續(xù)存在感染、自我殘損，并縮短壽命。佳學基因解碼揭示：正常情況下，傷害感受和疼痛感覺只有在壓力和溫度極端到足以潛在傷害組織或者是存在有毒分子和炎癥介質(zhì)的情況下才會誘發(fā)。這些高閾值的物理和有害化學刺激由專門的外周感覺神經(jīng)元（傷害感受器）檢測。這與視覺、聽覺、嗅覺、味覺和軀體感覺器官對適當刺激的高度敏感性形成對比。根據(jù)人體疾病表征數(shù)據(jù)庫，疼痛具有不同的性質(zhì)和時間特征，這與刺激的形式和部位有關。在人體疾病表征數(shù)據(jù)庫中一種疼痛為刺痛；第二種疼痛更為普遍，包括灼熱、悸動、抽筋和疼痛，并通過“病態(tài)”來吸引其他成份來參與。這些全身性反應的強度強調(diào)了避免破壞生存環(huán)境和維持體內(nèi)平衡的重要性?；蚪獯a要現(xiàn)與其他感官相對更客觀的性質(zhì)相反，疼痛具有高度的個體性和主觀性，傷害感受轉(zhuǎn)化為疼痛感知可能會因壓力而減弱，或因預期而加劇。
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(責任編輯：佳學基因)
