喷火的辣椒，如何解开疼痛之谜？
导读：
疼痛，是动物感知伤害的警报，也是困扰人类健康的难题。但是辣椒，对于研究疼痛有何启示？
在本期Frontiers for Young Minds的诺奖得主系列文章中，2021年诺贝尔生理学或医学奖得主大卫·朱利叶斯(David Julius)将带领你走进疼痛的世界，探索辣椒中的辣椒素如何开启疼痛之门，以及为缓解慢性疼痛带来的希望。
我们的生活经历是由我们的感官所塑造的。我们观看、聆听、嗅闻，触摸和品尝周遭的事物，就是我们了解整个世界的途径。我的研究对象是受体，这是一种在细胞膜上存在的小型传感结构，它可以对来自环境或体内的刺激做出反应。在本文中，我提到的受体对热和疼痛的刺激敏感，所以它们会对高温和辛辣物质（例如辣椒）有所反应。我们相信，通过研究这些受体的结构以及了解它们的运作机理，我们将能够开发出更为安全的长效止痛药物。
让我们通过此文，了解辣椒如何为人们打开揭示疼痛奥秘的大门，并为未来的疼痛治疗铺平道路。
为什么要有痛觉？
对于包括人类在内的所有动物来说，疼痛是一种非常重要的感觉。疼痛告诉我们何时受伤并需要照顾自己，以及何时应该停止可能有害的活动。
用科学术语来说，疼痛是体感的一部分，而体感即是我们感知触觉、温度、疼痛、身体姿势以及身体在周围空间中运动的能力。体感是由遍布全身的小型传感结构（我们称之为受体）执行的。位于神经细胞膜上的受体一旦受到环境刺激（例如碰到杯子里的热水），相关的大脑区域就会随之收到体感神经细胞发送来的信号，并对这些信号进行破译和处理。
辣椒与痛觉受体
我一直对感官的运作方式以及某些化学物质（尤其是天然产品）影响大脑和身体的方式非常好奇。在我的研究中，我将这两种好奇结合在起来，就能更好地理解体感如何发挥作用。其中，我特别想了解人类是如何通过“伤害感受”系统，察觉到可能对身体有害的刺激。
20世纪70年代，科学家发现辣椒素（辣椒中引起灼烧感的成分）通过激活特定神经末梢的受体，可以引发大鼠眼部的疼痛感。之后10年，科学家又提出，辣椒素通过让离子（包括钙离子）流入参与痛觉感受的神经元来引起疼痛。这些发现提示我们：感觉神经细胞中是否存在辣椒素的特定受体？如果是，那它具有怎样的结构？在感知可能对身体有害的刺激中发挥了怎样的作用？
未来的疼痛研究
我们仍在试图解决的主要谜团之一，是热和冷如何激活TRP受体。目前，我们还不了解TRP受体如何“感知”温度。我们认为，与辣椒素等化学物质相反，温度不会作用于TRP受体的某一特定部位，而是同时作用于多个部分。为了研究这一点，我们正在尝试使用低温电子显微镜，在受体对热或冷的温度做出反应时冷冻并拍摄它们的图像，以了解温度与受体的作用。
为了开发更好的治疗急性和慢性疼痛的药物，从而解决阿片类药物危机，我相信我们需要了解各种类型的疼痛，包括在每种类型中最相关的分子、细胞类型和机理。例如，我们知道，皮肤感知的疼痛（称为皮肤疼痛）与内脏器官产生的疼痛（称为内脏疼痛）有很大不同。因此，我认为我们无法使用相同的方法解决所有类型的疼痛，而是可能需要针对每种类型的疼痛制定特定的方法。
我们还必须开发更好的方法来测量疼痛，因为每个人对疼痛的感受都不同。准确的疼痛测量将使我们能够更好地评估新药的性能。