2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给发现“温度和触觉感受器”的科学家

2021年诺贝尔生理学或医学奖结果出炉,大卫·朱利叶斯(David Julius)教授和阿登⋅帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)教授因先后发现“温度和触觉感受器”共同获奖。他们的突破性发现,为我们对热觉、冷觉和机械刺激感知形成的理解奠定了基础,也开启了全新的研究方向[1]。一、温度感受器的发现机体对外界信息的感受。

温度感受器和触觉感受器的发现

2021年诺贝尔生理学或医学奖授予美国生理学家戴维·朱利叶斯(David Julius)和分子生物学家阿德姆·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian),以表彰他们在发现温度感受器和触觉感受器中所做出的突出贡献.机体对热、冷和机械压力等外界刺激的感知能力对于人们适应不断变化的环境至关重要,可以避免其遭受伤害.在David Julius和Ardem Patapoutian的发现之前,神经系统如何感知热、冷和机械压力并如何将这些刺激转化为神经冲动尚不清楚.温度感受器TRPV1和触觉感受器PIEZOs的发现则揭开了这些感受器神秘的面纱,促进更多的TRP受体家族以及PIEZO受体家族成员的发现及其功能的相关研究,并从一个全新的角度为多种疼痛相关疾病的治疗提供新靶点.本文总结了这两类感受器的发现过程、结构和作用机制,并介绍了温度与触觉感受器异常所导致的疾病以及它们作为药物研发靶点的最新进展.

以“温度感受器的发现”为背景的原创试题命制

2021年诺贝尔生理学或医学奖中“温度感受器的发现”所涉及的生物学知识与高中生物学中“基因工程”“神经调节”密切相关。本文以此为背景,将文献资料与高中生物学知识有机结合,创设适合于高中阶段考查方式的情境化试题,以期为广大教育工作者命题方向带来启示。

温度感受相关的TRP蛋白家族研究进展

机体通过感受器接受各种环境刺激 ,经感觉神经将信息传到大脑皮层感觉区 ,产生相应的感觉。然而 ,机体内的中枢或末梢感受器是如何感受各种刺激的还所知甚少。近年来对瞬时感受器电位 (transientreceptorpotential,TRP)蛋白家族的研究提供了探索关于温度感知机构的新线索 ,对揭开感觉机构的生物学机制具有重要而深远的意义。本文主要以与温度感受相关的TRP蛋白质家族为中心 。

植物是如何感受环境温度变化的?

温度是影响植物发育的最重要环境因素之一,本文简述了植物温度感受研究方面的最新进展,特别是在最近一些研究工作中发现了植物中存在几种直接感受并快速响应温度变化的感受器,为揭示植物感知和适应环境温度变化机制提供了重要基础.

植物对温度的感受和冷适应研究进展

本文综述了近年来植物感受并适应温度变化方面的研究进展,着重介绍了冷热温度胁迫对植物造成的影响,植物如何感知冷热,如何通过调控基因在转录、转录后、翻译后等各水平的表达等来适应冷胁迫,并对当今所面临的植物上游温度感受器问题提出了合理推测。

簇放电阈下振荡和噪声在哺乳类冷觉感受器编码中的作用

簇放电阈下振荡和噪声在哺乳类冷觉感受器编码中的作用ＡＬｏｎｓｔｉｎ，ｅｔａｌ．ＮｅｕｒａｌＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ．１９９６；８（２）：２１５～２５５哺乳类冷觉温度感受器以特定的动作电位时间形式编码定态的温度信息，对此，我们提出一个基于普朗特离子模型的...

温度敏感的TRP通道与中药药性四气理论

描述了激活不同TRP通道感受温度变化的范围和阈值;通过比较中药药性中的四气理论和每种TRP通道对温度敏感差异的特性,分析了四气理论中寒、凉、温、热与感受温度变化的TRP通道之间的关系,提出了中药药性研究与现代生物医学研究结合的可能性。

TRP通道参与温度感觉的分子机制

机体通过温度感受器来感知内外环境温度的变化,近年来已明确瞬时感受器电位(transient receptor potential,TRP)通道在温度感觉中起重要作用,其中包括介导热感觉的TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4和介导冷感觉的TRPM8与TRPA1,本文就TRP通道参与温度感受作用的几个TRP通道的分子机制进行综述。

一道课后题引发的对运动过程中体温调节疑点的讨论

结合学生的思维误区,通过对“体液调节与神经调节的关系”课后选择题的分析,旨在通过对剧烈运动过程中体温调节的疑点的分析为学生解题提供参考.

环境温度突变时人体热感觉变化机制研究进展

为完善人体热感觉评价体系,从环境温度突变特征参数、热感觉动态变化规律、热感觉预测模型3个方面对热感觉变化机制相关研究现状进行总结发现:环境温度突变的研究集中于中小温差突变,从热舒适的角度提出5℃可能是不同环境温度突变的最大可接受温差阈值;动态热感觉与皮肤温度及其变化率、核心温度及其变化率有关;已有的热感觉模型预测精度较高,但在冷热环境温度突变下的适用性仍需大量人体实验进行优化与验证。最后指出有必要扩展环境温度突变研究的应用范围至特殊高温作业人群,建立突变强度分级规则,细化服装在温度突变下的作用,建立适用范围更广的热感觉预测模型。

胃内温度变化对猫视前区—下丘脑前部温度敏感神经元单位放电的影响

用微电极细胞外记录技术,研究猫视前区—下丘脑前部温度敏感神经元受胃温和脑温影响的特性。采用温度敏感系数、温度—频率相关系数,识别神经元的温度敏感性,证明胃温确能影响温度敏感神经元放电水平,参与体温调节反应。

瞬时感受器电位V亚家族离子通道——温度感受器

生物体可以感受广泛的温度范围,其中温度超过43℃或低于15℃还可引起伤害性痛觉。近年来在哺乳动物中已经发现6个与温度有关的通道,其中4个属于瞬时感受器电位(transient receptor potential,TRP)V亚家族成员。这些通道组织分布非常广泛,功能上属于钙渗透性通道,可被多种理化刺激激活。它们具有不同的温度阈值,并受一些理化因素的调节。

昆虫温度感受器的结构和功能

昆虫中拥有各种不同类型的温度感受器,有的种类还能感知红外辐射。介绍了不同类群中温度感受器,包括红外感受器的类型和功能,描述了各种感受器结构,特别是电子显微镜下超微结构的特点。

“植物有话说”(二十六) 钙:植物体内的“传令兵”

提到钙,同学们的第一反应是什么?钙是人体所必需的物质,是构成牙齿和骨骼的重要物质。但要说钙在植物生长中发挥的作用,那可能会出乎你们的意料。钙浓度随环境变化。我们能感受到外界环境变化,依赖的是身体内外的感受器,如舌头上感知味道的感受器、皮肤上的温度感受器和压力感受器。当这些感受器被外界信号触发后,它们就会将信号转化为电信号,通过神经细胞传递给大脑,大脑继而作出相应的反应。

从高考试题谈运动时的体温调节和能量供应

本文从2022年湖北高考生物学试题第10题的相关内容切入,分析了机体运动时体温变化及其调节过程,从运动时体温的变化、热敏神经元和冷敏神经元的温度敏感特性及体温调节的调定点学说等方面,阐述运动时不觉得寒冷的原因,以及运动过程中的能源物质供应情况,为优化试题设计提出参考建议。

2021年诺贝尔生理学或医学奖解读

2021年诺贝尔生理学或医学奖授予美国神经生理学家David JULIUS(戴维·朱利叶斯)和美国神经生物学家Ardem PATAPOUTIAN(阿德姆·帕塔普蒂安),以表彰他们在温度和触觉感受器方面做出的杰出贡献。他们分别发现瞬时受体电位(TRP)和机械压力受体(PIEZO)通道,研究它们在温觉、痛觉、触觉、压力和身体位置的感知中发挥的不同作用,为理解机体如何感知温度和机械刺激奠定了基础,并进一步理解感知觉与其他生理病理活动的内在关系。探讨了如何以此为靶点,开发出有效药物,推动医学与生理学的发展。

感觉解码器的发现之旅——2021年诺贝尔生理学或医学奖

北京时间2021年10月4日,在瑞典斯德哥尔摩,卡罗琳斯卡医学院宣布将2021年诺贝尔生理学或医学奖授予美国生理学家David Julius和美国分子生物学家Ardem Patapoutian,以表彰他们在温度和触觉感受器的发现过程中所做出的杰出贡献。本文对David Julius和Ardem Patapoutian的生平、科学贡献和意义加以介绍。

体温调节神经通路的研究进展

机体皮肤与内脏温度感受器以及脊髓与脑内温度敏感神经元分别感受环境、内脏、中枢神经系统的温度信息以及机体感染产生的免疫信号,这些来自外周和中枢的温度信息与免疫信号传入到体温调节中枢进行整合后,发出指令信号经传出神经与内分泌途径下传调节皮肤血管、棕色脂肪组织（BAT）、骨骼肌、汗腺、立毛肌和内分泌腺的活动,进而改变机体产热和散热,使体温维持于相对稳定状态[1-4].如果体温调节功能出现异常,不仅明显影响身体健康,严重时可危及生命[5].由此可见,体温调节是一个非常复杂的过程,恒定的体温对于维持身体健康非常重要.本文就近年来体温调节的温觉传入、中枢整合以及指令传出神经通路的研究进展做一简要介绍.

冷敏感TRP通道及其表达与调控

温度敏感的瞬时感受器电位TRP (thermo TRPs)通道是瞬时感受器离子通道家族中的成员。其作为一种温度感受器,广泛分布于各种组织细胞中,并参与机体温度的感觉和调节等重要生命活动。本文主要聚焦于冷敏感TRP通道的表达分布、结构与功能、分子调控机制以及与痛觉产生的关系,为深入理解冷敏TRP通道的门控机制及其相关临床镇痛药物的开发提供依据。