人类对周围环境的感知有听觉、视觉、嗅觉、味觉和触觉等五种。大卫‧朱利雅斯(David Julius)发现了有关的分子机制,使人类可以通过触觉,感知疼痛,温度和其他相关感觉。

人类能感觉疼痛,从而避开伤害,维持健康,甚至保障生命。创伤发生后,皮肤变得过敏,即使轻微的触摸或暖和的温度都足以产生疼痛感觉。这种过敏作用保护皮肤不再受损;但却可能发展成为慢性痛症,打击病人的身心健康。

大卫‧朱利雅斯和他的同事在过去15年开拓性的研究中,发现了人类感知疼痛和温度的机制,揭示了那些隐藏在疼痛过敏现象背后的机理。他的研究工作让我们了解触觉的基础机制,更为设计针对慢性痛症的药物开启了大门。

朱利雅斯采用一些可以产生相同痛热感觉和敏感程度的天然或合成药物,开展实验,来寻找触觉或温度所引至疼痛相关的信号分子。他和他的学生以及博士后研究员在1997年发表突破性文章里,试图解释辣椒素是如何使皮肤产生灼热感觉,结果他们鉴定并克隆了相关的离子通道 TRPV1。

TRPV1是位于感觉神经末梢的独特离子通道。这些通道可以开合,从而控制带电的原子-即离子-跨越细胞膜运行。离子通道不断开合,令神经细胞膜产生快速的电位变化,使电子信号沿着各神经细胞送到嵴髓,再进一步传送到大脑。TRPV1不但可以被辣椒素激活,在温度高于43°C时也会被激活。例如皮肤被日光灼伤,产生热痛过敏现像,也和这一通道有关。当皮肤组织在过敏状态下,任何刺激都会产生灼热的感觉,提醒我们避免进一步的损伤。朱利雅斯描述了在病理生理状态下该通道的过敏机制。

随后,朱利雅斯成功地克隆并鉴定了其他与感觉相关的离子通道,其中一种称为TRPA1。这离子通道是被芥末和其他含芥末油成分的物质所激活而产生痛觉、刺激性感觉和炎症。重要的是,TRPA1也是环境中的刺激性物质如丙烯醛等影响人体的靶位,而催泪气体,汽车废气和抗癌药物的代谢副产物中都有丙烯醛。他还发现一种称为TRPV2的通道,它受激活的温度较TRPV1为高。另一种称为TRPM8的通道则可以识别低温痛觉和被薄荷醇激活。

大卫‧朱利雅斯和他同事的发现极为重要,为我们揭示了触觉这一基本生物功能的机制,为以此为基础的医学应用作出了重要贡献。目前,有大量的研究工作集中于TRP通道,冀望以此为靶位,藉以发展新型镇痛药物。这些科研工作,也说明了朱利雅斯的工作的重要性。


(本文部分内容取材于UCSF Public Affairs Jeffrey Norris 的文章,并获允许。)

邵逸夫生命科学与医学奖遴选委员会
(译自英文原稿)

2010年5月27日  香港