人類對周圍環境的感知有聽覺、視覺、嗅覺、味覺和觸覺等五種。大衛‧朱利雅斯(David Julius)發現了有關的分子機制,使人類可以通過觸覺,感知疼痛,溫度和其他相關感覺。

人類能感覺疼痛,從而避開傷害,維持健康,甚至保障生命。創傷發生後,皮膚變得過敏,即使輕微的觸摸或暖和的溫度都足以產生疼痛感覺。這種過敏作用保護皮膚不再受損;但卻可能發展成為慢性痛症,打擊病人的身心健康。

大衛‧朱利雅斯和他的同事在過去15年開拓性的研究中,發現了人類感知疼痛和溫度的機制,揭示了那些隱藏在疼痛過敏現象背後的機理。他的研究工作讓我們瞭解觸覺的基礎機制,更為設計針對慢性痛症的藥物開啟了大門。

朱利雅斯採用一些可以產生相同痛熱感覺和敏感程度的天然或合成藥物,開展實驗,來尋找觸覺或溫度所引至疼痛相關的信號分子。他和他的學生以及博士後研究員在1997年發表突破性文章裡,試圖解釋辣椒素是如何使皮膚產生灼熱感覺,結果他們鑒定並克隆了相關的離子通道 TRPV1。

TRPV1是位於感覺神經末梢的獨特離子通道。這些通道可以開合,從而控制帶電的原子-即離子-跨越細胞膜運行。離子通道不斷開合,令神經細胞膜產生快速的電位變化,使電子信號沿著各神經細胞送到脊髓,再進一步傳送到大腦。TRPV1不但可以被辣椒素啟動,在溫度高於43°C時也會被啟動。例如皮膚被日光灼傷,產生熱痛過敏現像,也和這一通道有關。當皮膚組織在過敏狀態下,任何刺激都會產生灼熱的感覺,提醒我們避免進一步的損傷。朱利雅斯描述了在病理生理狀態下該通道的過敏機制。

隨後,朱利雅斯成功地克隆並鑒定了其他與感覺相關的離子通道,其中一種稱為TRPA1。這離子通道是被芥末和其他含芥末油成分的物質所啟動而產生痛覺、刺激性感覺和炎症。重要的是,TRPA1也是環境中的刺激性物質如丙烯醛等影響人體的靶位,而催淚氣體,汽車廢氣和抗癌藥物的代謝副產物中都有丙烯醛。他還發現一種稱為TRPV2的通道,它受啟動的溫度較TRPV1為高。另一種稱為TRPM8的通道則可以識別低溫痛覺和被薄荷醇啟動。

大衛‧朱利雅斯和他同事的發現極為重要,為我們揭示了觸覺這一基本生物功能的機制,為以此為基礎的醫學應用作出了重要貢獻。目前,有大量的研究工作集中於TRP通道,冀望以此為靶位,藉以發展新型鎮痛藥物。這些科研工作,也說明了朱利雅斯的工作的重要性。


(本文部分內容取材于UCSF Public Affairs Jeffrey Norris 的文章,並獲允許。)


邵逸夫生命科學與醫學獎遴選委員會
(譯自英文原稿)


2010年5月27日  香港