2021年諾貝爾生理或醫學獎（Physiology or Medicine）得主，於台灣時間4日下午5點30分正式揭曉！本次生醫獎由美國生理學家朱里雅斯（David Julius）及帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）共同獲獎，他們的研究首度發現了「人類神經系統的溫度和觸覺受體」。
人類感受冷熱及觸覺的能力是與生俱來、且對生存而言是至關重要的能力。但關於「溫度和機械性刺激如何在神經系統中轉化為電信號？」（外在刺激如何轉為生理感受的機制）一直是懸而未解的難題。
朱里雅斯利用辣椒素（ capsaicin）來識別皮膚神經末梢中對「熱」有反應的受體；帕塔普蒂安則使用壓敏細胞（pressure-sensitive cells）發現了新型受體，可以對皮膚和內部器官中的機械力刺激（mechanical stimuli）做出反應，讓我們知道力學的刺激也會連結到對應的受體。
在 1990 年代後期，加利福尼亞大學舊金山分校的朱里雅斯，通過分析辣椒素如何引發接觸辣椒時的灼燒感，這項研究開啟了後續「溫度差對特定感覺受體之間的關聯性」的研究。
眾所皆知，辣椒素能激發神經細胞並引起疼痛感與灼熱感，但詳細的原理機制在當時是一個未解之謎。朱里雅斯和他的同事，建構了包含數百萬個 DNA 片段的資料庫，並找到片段中對應於特定神經元來表達感覺的受體，這些受體可以對疼痛、熱和觸碰做出反應。他們透過比對細胞對辣椒素的反應，分析其 DNA 差異，經研究後，朱利亞斯研究團隊確定了一組會讓細胞對辣椒素敏感的受體。
這個新發現的辣椒素受體，後來被命名為 TRPV1。當朱里雅斯研究 TRPV1 對熱的反應時，發現 TRPV1 會在大於攝氏 43 度時被激發，他意識到他發現了一種熱敏受體，這種受體在特定的溫度下會激發疼痛感（圖 1）。
TRPV1 的熱敏特性是一項重大發現，並為揭開其他溫度感應受體開闢了新道路。之後，朱里雅斯和帕塔普蒂安，分別獨立使用薄荷醇做研究，並發現會被寒冷激發的 TRPM8 受體。
之後，與 TRPV1 和 TRPM8 相關的其他受體，都陸續確認會對不同的溫度產生反應。許多實驗室開展了新的研究，通過使用缺乏這些受體的小鼠，來研究這些通道在熱感覺中的作用。
朱里雅斯發現的 TRPV1，使我們能夠更了解溫度差如何在神經系統中誘發電信號。
溫度的受體正在被逐漸解密，但對於「機械力」的刺激為何可以轉化為觸覺和壓力？曾有科學家在細菌上發現相關受體，但關於脊椎動物的觸覺機制仍然未知。Ardem Patapoutian（Scripps Research in La Jolla, California, USA），希望可以找到這個難以捉摸的受體到底是什麼？
帕塔普蒂安和他的夥伴首先找到了一種細胞株，當它被微量吸管（micropipette）戳戳、受到力刺激的時候，會發出可測量的電信號。接著，他們試圖編碼了各種可能會被機械力激活的離子通道的受體的基因（共72組），並且找尋到底是哪一組基因在其中佔有重要關鍵。經過搜索，他們確定了一組基因，當它不表現的時後，細胞對微量吸管的刺激完全沒有反應。
因此，一種全新、之前完全未知，對機械力敏感的離子通道被發現，他被命名為「Piezo1」，從希臘語中表示壓力的詞「í; píesi」而來。藉由與 Piezo1 的相似性，研究團隊找到了第二組基因，並將其命名為「Piezo2」，它對感覺神經元的表達水平很高。近一步證實 Piezo1 和 Piezo2 是透過對細胞膜施加壓力而被活化的離子通道。
帕塔普蒂安發明了一系列的研究，證明 Piezo2 離子通道對觸覺至關重要，它也被證明在重要的身體位置和本體感覺中扮演重要的角色。Piezo1 和 Piezo2 通道也被證明能調節一些重要的生理過程，包含血壓、呼吸及膀胱控制等等。
今年諾貝爾獎得獎者對 TRPV1、TRPM8 和 Piezo 通道的突破性發現，讓我們能夠了解溫度（冷、熱）和機械力如何刺激神經產生衝動，使得我們可以感知和適應周圍的世界。TRP 通道的發現是我們感知溫度的重要發現，也是對於受體研究很重要的基石。Piezo2 通道則是賦予我們觸覺和感知身體各種部位的位置和運動的能力。
這些開創性的發現，不只讓我們知道離子通道對於許多生理表現和疾病都至關重要，而相關的知識也能在後續被應用於各種疾病的治療方式。
THE NOBEl PRIZE，〈Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021〉