辣椒薄荷

王小语

北京时间10月4日，2021年诺贝尔生理学或医学奖授予了两位美国科学家——大卫·朱利叶斯(David Julius)和亚当·帕特博天(Adam Patbotian)。他们因发现温度和触觉感受器而获奖。这可能为开发新的非阿片类止痛药铺平道路。用胡椒和薄荷揭开未解之谜

我们每个人都能感受到阳光的温暖，晨雾的清新，晚风的轻拂，脚下的落叶。这种对温度和触觉的感知是人类维持生命和减少伤害的重要能力。这种本体感受将我们的身体与外界联系起来。那么，发挥这种“连接作用”的物质基础是什么呢？它们是如何工作的？

北京协和医学院基础学院解剖与组胚学系主任马超教授介绍：“吃辣椒会让人觉得灼热，是因为TRPV1通道被辣椒素激活发出了电信号，通过神经系统向大脑传递热和痛的感觉。同样的，吃薄荷会让人觉得清凉，这是TRPM8通道在发挥作用。再比如，人们在拥抱时会感受到压力，这也是机械力激活PIEZO通道的结果。”而这些有趣的发现，在朱利叶斯和帕塔博蒂安的研究开展之前，一度是关键的缺失环节。尽管人们找到了与视觉、嗅觉相关的分子受体，但温度和触觉是如何在神经系统内转化为电信号的，一直是未解之谜。

北京协和医科大学基础医学院解剖与胚胎学教研室主任马超教授说:“吃辣椒能让人产生热的感觉，是因为TRPV1通道被辣椒素激活，发出一种电信号，通过神经系统将热、痛的感觉传递到大脑。同样，吃薄荷能让人感到凉爽，这就是TRPM8通道的作用。例如，人们在拥抱时会感到压力，这也是机械力激活压电通道的结果。”这些有趣的发现曾经是朱利叶斯和帕塔波蒂安的研究开展之前的关键缺失环节。虽然人们已经发现了与视觉和嗅觉相关的分子受体，但温度和触觉如何在神经系统中转化为电信号仍然是一个未解之谜。

朱利叶斯通过分析辣椒素引起的灼烧感取得了很大进展。朱利叶斯创建了一个由数百万个DNA片段组成的基因库，这些片段对应于感觉神经元中表达的基因，可以对疼痛、热量和触摸做出反应。朱利叶斯希望找到一种受体基因。经过长期探索，1997年，朱利叶斯率先在感受疼痛的神经元中发现了辣椒素的特异性受体分子TRPV1。他发现这种受体可以被辣椒素或43℃以上的高温激活，产生电信号，沿着神经系统上传到大脑，然后被大脑解读为“疼痛”。在此基础上，Julius和Patabottian通过使用化学物质薄荷醇，分别确定了TRPM8，一种会被寒冷激活的受体。这两种受体都是TRP通道的重要“成员”。同时，TRP通道在温度传感中的作用也得到了进一步的证实。后来，科学界还发现了更多的TRP通道家族成员，包括百里香等香料激活的“芥末受体”TRPA1、TRPA3等。

同样经过大量研究，Patabotien和他的同事确定了72个候选基因，并发现了关键的压力敏感基因。在此基础上，他们确定了可以被机械力激活的离子通道，并将其命名为压电1。压电一词来自希腊语“压力”。然后，他们发现了第二个离子通道PIE2O2。后来，Patabotien的团队和其他科学家证明，PIE2O2离子通道对触觉至关重要，在身体位置和运动感知中起着关键作用。在进一步的研究中，压电1和PIE2O2通道已被证明可调节其他重要的生理过程，包括血压、呼吸和膀胱控制。

“TRPV1、TRPM8、PIEZO1、PIE2O2等通道的突破性发现，使人们了解了热、冷、机械力是如何触发神经冲动的，使我们感知和适应周围的世界。”马超说。让疼痛和瘙痒的治疗更加精准。

值得关注的是，TRPV1通道与炎症相关的疼痛敏感反应有关，为治疗疼痛开辟了新的潜在途径。

值得注意的是，TRPV1通道与炎症相关的疼痛敏感性有关，这为治疗疼痛开辟了新的潜在途径。

北京协和医院麻醉科主任黄宇光教授说:“炎症性疼痛、神经病理性疼痛、术后疼痛和慢性疼痛影响着广大患者的生活质量。到目前为止，我们仍然有许多未知的疼痛机制。”比如糖尿病引起的周围神经病变，严重进展时可导致周围神经和组织的干坏死。这种疼痛非常剧烈。我们有什么新的治疗方法？比如带状疱疹也属于神经性疼痛，患者数量多，疼痛难忍。现在提倡多种药物、多种作用机制、多种给药方式的所谓“多模式镇痛”，其实是现有疼痛治疗的无奈之举。能否针对特定的受体和功能蛋白，或者相应的TRP离子通道开发靶向药物？可以预见的是，未来的治疗思路会更加精准和有针对性。

人体是一个特别复杂的整体，认识和研究人体的基本功能非常重要。

“目前，临床上使用的镇痛药物有许多副作用，以及一些难以缓解的神经性疼痛等。，这些都是镇痛领域的研究重点。”马超从事慢性疼痛和瘙痒基础研究20余年。通过他的研究，他发现瘙痒也与TRPV1通道密切相关。“也就是说，TRPV1也参与了瘙痒的发生，有可能成为治疗瘙痒的靶点。此外，云南、贵州、四川等省的人们喜欢吃辛辣的东西来祛除风湿，而且有研究发现辣椒素等成分也能在一定程度上调节免疫系统。这些民间传统的食疗方法也是可以探索的方向。”

“人体有四个生命体征:血压、脉搏、呼吸和体温。今年诺贝尔奖得主对人体生理过程的深入研究和阐发，是对人体最基本的认识。他们解决了生命体征中的一些来源问题，回答了人类最基本的内心感受和调节，描述了每个人都会经历的生理过程。”黄宇光说，“通过研究，获奖者发现缺乏TRPV1的实验动物会失去对热量和辣椒素的敏感性。而人对温度、疼痛、压力变化的感知，是面对自然环境保护自己、生存下去的基本能力。”

黄宇光还说:“人体是一个特别复杂的整体，认识和研究人的基本功能非常重要。现在临床医学有很多问题需要解决，只是因为我们在人体最基本的问题研究上也有很多未知。从两位获奖者身上可以看出，科研创新不是一蹴而就的，而是要怀着敬畏之心去发现和探索。”