研究“感觉”的诺奖获得者

雷晶晶

得知自己成为2021年诺贝尔生理学或医学奖的获得者之一时，戴维·朱利叶斯与妻子霍莉·英格拉姆举起晨间咖啡表达庆祝。他正是在这样的生活细节里捕捉到“感觉研究”的灵感。

无法教授的特质

朱利叶斯自小生长在美国纽约布鲁克林的布莱顿海滩，少年时代的他聪明好学，就读于史岱文森高中。然而，朱利叶斯对这所学校“无休止的考试和竞争”厌倦不已，仅一年后便主动申请转学到离家更近、管理也更加温和的林肯高中。一次物理课上，曾是职业棒球联盟选手的老师与学生兴致勃勃地讨论如何计算棒球的轨迹。这种将高深的数理知识融入日常生活的教学方法促使朱利叶斯重新考虑自己的志向。自此，18岁的朱利叶斯决定成为一名医生。他发愤图强，最终考入麻省理工学院。

戴维·朱利叶斯在实验室

大三那年，朱利叶斯在生物学先驱亚历山大·里奇的实验室里正式接触到科学实验。此前，他以为实验室只适合生性安静的人去做“冷静的实验”。里奇作为现代生物大分子研究领域内的佼佼者，其实验室是一个富有创造性、自由自在的地方。

1977年大学毕业后，朱利叶斯继续攻读加州大学伯克利分校生物化学系的研究生。导师中途离校后，他加入生物化学家杰里米·索纳和兰迪·谢克曼的实验室。在不断发现和认识新酶的研究中，朱利叶斯逐渐对更复杂生物体的神经生物学产生了浓厚兴趣。1984年，朱利叶斯在哥伦比亚大学从事以分子遗传学、药理学方法破译神经元功能的研究，当时神经生物学家理查德·阿克塞尔也参与其中。期间，朱利叶斯受益匪浅。

2010年的邵逸夫奖是朱利叶斯拿到的第一个重要奖项，这与他兢兢业业的研究者秉性密切相关。不过，在导师谢克曼看来，朱利叶斯的创新精神更值得肯定，“这是他在一开始就具有的技能和特质，是根本无法教授的东西。”

研究“重要和有趣”的对象

人体对温度、触觉等的感知既是长期进化的结果，也是与世界安全互动的基础。从神经层面看，所有躯体感觉的产生皆可理解为人体在外部刺激下传递信号并产生反应，这个过程离不开“感受器”结构的帮助。那么，感受器到底如何被激活？青年时代起，朱利叶斯便试图解开这个奥秘。

1989年，朱利叶斯来到加州大学旧金山分校医学院担任教授，有了属于自己的实验室。围绕人类的感觉受体，朱利叶斯大力寻找能够引发疼痛感的物质，譬如狼蛛和珊瑚蛇体内的毒素、辣椒中的辣椒素等。一次，他和妻子在超市购物时看到货架上琳琅满目的辣椒制品，便产生了研究带给人体灼烧状痛感的辣椒素的想法。

不久后，朱利叶斯带领团队成员开始了与辣椒“为伴”的研究生涯。看起来平常的项目，操作起来却困难重重：一方面，痛觉与嗅觉、视觉并不相同，人类对疼痛的感知并不局限在身体的某个单独部位;另一方面，迅速而有效地梳理对感觉神经元不同蛋白质加以编码的、无比庞大的DNA资料库着实不易。思索再三，朱利叶斯提供了“基因敲除技术”的解决办案，即将这些基因依次导入通常不会对辣椒素作出反应的细胞，直到发现某个能使细胞作出反应的基因。

经过多年努力，朱利叶斯的团队于1997年发现了第一个能使细胞对辣椒素敏感的DNA片段。在随后发表的突破性文章里，他们深入浅出地回答了辣椒素使皮肤产生灼热痛感的始末：一种位于感觉神经末梢的独特离子通道TRPV1通过开合控制细胞内外离子的规则性进出。当离子通道不断开合，令神经细胞膜产生快速的电位变化，电信号就会沿着神经细胞传送到大脑。不仅如此，朱利叶斯的研究还表明，隶属于TRP通道家族的TRPV1不但可以被辣椒素“唤醒”，也可以由高温、强酸以及毒素类分子激活。

提取蛇毒进行实验

从生活中熟知的调味品里拓展科学真谛，这需要丰富而理性的科研观以及刨根问底的行动力。朱利叶斯一再感慨，“能够开展相关工作，主要是因为我们开始在自然世界里找寻研究对象了。”

做有温度的科研人

随着研究的持续推进，朱利叶斯带领团队又陆续挖掘出TRP通道家族的其他受体，如凉爽受体、芥末油受体等。对大脑来说，由伤害性神经元传达的不同电信号代表不同类危机，这些离子通道就可以警示机体尽可能做出对自己有利的动作。

意识到这一点，朱利叶斯愈加笃信这个项目的研究价值。多年来，他带领团队成员继续发现人类神经元中对灼热、疼痛以及触感作出反应的基因，同时与结构生物学家程亦凡的实验室展开深度合作，进一步解析出多种TRP蛋白的三维结构。通过探究这些蛋白质的结构与功能之间的联系，朱利叶斯转向关节炎、癌症、肠易激综合征等临床疾病的痛感，鉴定出与急性或慢性疼痛紧密相关的特定细胞靶点，从而为药物学家开发靶向药物提供了新的镇痛考虑，有望避开传统阿片类药物成瘾、瘙痒等副作用。

如今，越来越多的科学发现表明，应对伤害性刺激的TRP家族乃人类进化史上浓墨重彩的一笔。从这个层面上，朱利叶斯与其团队的研究成果不仅仅为止痛药物的创新开辟了视角，更为依托人类生理机制的治疗、转化、康复提供了权威性见解。

2021年10月的一个凌晨，朱利叶斯收到亲戚发来的短信，才得知自己获得诺贝尔生理学或医学奖。此前他早已得到来自专业领域内的诸多荣誉，比如为改善人类健康作出转型性贡献的“保罗·詹森博士生物医学研究奖”、被称为“科学界奥斯卡”的“科学突破奖”等。朱利叶斯的昔日恩师谢克曼如今担任世界顶尖科学家协会的副主席，他于2013年获得诺奖后更加关注朱利叶斯的研究项目并给予了不少建设性指导。这一次，他也是朱利叶斯参选诺贝尔奖的提名人之一。在他和许多科研者看来，朱利叶斯团队对人体与物品、人类与世界之间的关系进行了合理的探寻、严谨的阐释，且支撑起了最有温度、最接地气的解决方案，特立独行地引领了神经科学领域内的一场变革。

“想象一个夏天的早晨，你赤脚走在田野间。你可以感受到太阳的温暖、晨露的冰凉、夏天的微风徐徐，以及脚下青草的触感。”66岁的朱利叶斯行走在“田野”间，对生活的热情不減，好奇心依然。

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编辑 王冬艳 437408345@qq.com