我们这样感受冷暖与拥抱：一文读懂“热辣”的诺贝尔医学奖(2)

在大卫·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安的发现之前，对于神经系统如何感知和解析环境，我们的理解仍然包含一个未解决的根本问题：温度和机械刺激是如何在神经系统中转化为电脉冲的？

这幅插画描述了哲学家勒内·笛卡尔想象热如何将机械信号传递给大脑。
科学燥起来！
20世纪90年代后半，大卫·朱利叶斯在美国旧金山的加利福尼亚大学工作。他意识到，通过分析辣椒素如何使我们碰触辣椒时感到灼热感，或许可以取得重大科学进展。那时，人们已经知道辣椒素可以激活神经细胞、造成痛感，但是辣椒素发挥作用的机制仍是未解之谜。朱利叶斯和同事们一起建立了包括数百万DNA片段的文库。这些DNA片段，对应着能对疼痛、热和触碰产生反应的神经细胞中表达的基因。朱利叶斯和他的同事们假设这些DNA片段中有一段编码了可以与辣椒素反应的蛋白质。他们将文库中的DNA片段逐个导入本身不会对辣椒素产生反应的细胞中，使它们在培养的细胞中表达。经过辛苦的搜寻，一段单独的基因被识别了出来，它可以让细胞变得对辣椒素敏感。他们找到了负责感受辣椒素的基因！后续的实验表明，识别到的基因编码了一种新的离子通道蛋白，这一新发现的辣椒素受体蛋白后来被命名为TRPV1。
当朱利叶斯进一步研究这种蛋白对热的反应，他意识到他发现了热感觉受体。当温度达到令人疼痛的程度时，这些受体会被激活。

大卫·朱利叶斯利用辣椒中的辣椒素找到了TRPV1，当温度达到令人疼痛的程度时，这种离子通道会被激活。
科学家还发现了其他相关的离子通道，我们现在明白了不同的温度如何在神经系统中诱发电信号。TRPV1的发现是该领域中的重大突破，开启了揭示更多温度感觉受体的道路。大卫·朱利叶斯和阿德姆·帕塔普蒂安利各自独立使用薄荷醇识别出了另一种受体——TRPM8，这一受体可以被寒冷激活。科学家随后识别出了更多与TRPV1及TRPM8相关的离子通道蛋白，并发现它们可以由不同的温度激活。许多实验室开启了相关研究项目，使用缺失这些新发现的基因的转基因小鼠，研究这些蛋白质在温度感受中扮演的角色。大卫·朱利叶斯发现TRPV1的突破，让我们得以理解不同的温度如何在神经系统中诱导出电信号。