加州大学旧金山分校生理学教授大卫·朱利叶斯博士在获得2021年诺贝尔奖后表示:“科学很像房地产:关键在于位置,位置,位置。”五十年来,加州大学旧金山分校一直是科学界最炙手可热的学术重镇之一,也是诺贝尔奖得主的摇篮。
每年,诺贝尔生理学或医学奖都会授予那些工作已不可逆转地改变医学的科学家,从揭示生命基本机制的发现到挽救生命的治疗方案。自1901年设立以来,已有115项诺贝尔生理学或医学奖授予科学家,其中包括六位加州大学旧金山分校的教职员工。这使得该校成为美国医学院中获奖数量最顶尖的学府之一。
值此2025年10月6日至13日诺贝尔奖公布之际,我们回顾那些改变了世界的加州大学旧金山分校获奖发现。
火热的启示:疼痛的神经科学
大卫·朱利叶斯照片由Steve Babuljak拍摄 大卫·朱利叶斯博士,分子生物学和医学Morris Herzstein讲席教授,与斯克里普斯研究所的阿登·帕塔普蒂安博士
2021年诺贝尔奖 授予“他们对温度和触觉受体的发现”
他的发现
我们感知疼痛、热量和触觉的能力,是我们体验世界的基础——从日常互动到生命中最深刻的时刻。然而数千年来,这些感觉背后的生物学机制一直是个谜。
受传统医学的部分启发,大自然成为朱利叶斯的研究源泉。他深入研究了从狼蛛毒素和珊瑚蛇毒液到辣椒素(一种赋予辣椒辛辣味的化学化合物)的一切物质。
通过探究这些物质如何产生疼痛和温度感觉,朱利叶斯发现了一类蛋白质在神经系统感觉通路中的核心作用,不仅解释了为什么辣椒会灼烧口腔,更阐明了人体如何检测热量、寒冷和机械压力。
意义所在
朱利叶斯的开创性工作重塑了我们对分子水平疼痛的理解,为开发更安全、非成瘾性的未来止痛疗法奠定了科学基础。
时光倒流:细胞的“本杰明·巴顿”
山中伸弥照片由Chris Goodfellow拍摄 山中伸弥医学博士、哲学博士,解剖学教授,与格登研究所的约翰·格登爵士
2012年诺贝尔奖 授予“发现成熟细胞可被重编程为多能细胞”
他的发现
胚胎拥有我们身体将要产生的每种细胞的雏形。这源于胚胎干细胞能分化为几乎任何类型细胞(如皮肤、神经、肌肉或血细胞)的超能力,即多能性。但随着干细胞老化,这种能力会消失。
2007年,加州大学旧金山分校解剖学教授山中伸弥发现如何逆转细胞时钟。令人惊讶的是,仅需引入少数几个基因,他就能将成熟细胞重编程回多能状态。这一细胞奇迹恰似美国作家F·斯科特·菲茨杰拉德短篇小说《本杰明·巴顿奇事》中主人公的逆向衰老历程。
意义所在
山中伸弥的发现重写了生物学教科书并开创了全新研究领域。如今,其技术为研究疾病机制及开发阿尔茨海默病、白血病和心脏病等疾病的诊断与疗法提供了革命性工具。
我们细胞生物钟的滴答声
伊丽莎白·布莱克本照片由Noah Berger拍摄 伊丽莎白·布莱克本博士,生物学和生理学Morris Herzstein冠名讲席教授,与约翰斯·霍普金斯大学的卡罗尔·格雷德以及哈佛大学的杰克·绍斯塔克
2009年诺贝尔奖 授予“发现染色体如何被端粒和端粒酶保护”
她的发现
每个人类细胞都含有DNA,其中存储着指导蛋白质合成的指令,这些蛋白质调控身体几乎所有过程,从新陈代谢到免疫反应。这些遗传指令被有序组织成染色体结构。
生物化学与生物物理学教授伊丽莎白·布莱克本发现,染色体末端存在名为端粒的微小保护帽,可防止染色体在细胞分裂过程中被分解。她揭示端粒长度定义了细胞寿命:端粒缩短导致细胞老化并丧失复制能力;而癌细胞中端粒保持较长,使细胞得以无限分裂扩散。
意义所在
布莱克本的工作解决了生物学重大难题——染色体如何在细胞分裂中完整复制。如今,端粒研究已成为推动新型癌症疗法和抗衰老科学的核心领域。
错误折叠疾病的谜团
斯坦利·普鲁西纳照片由Cindy Chew拍摄 斯坦利·普鲁西纳医学博士,加州大学旧金山分校神经退行性疾病研究所所长兼神经学教授
1997年诺贝尔奖 授予“他发现的朊病毒——一种新的感染生物学原理”
他的发现
20世纪50年代,科学家在巴布亚新几内亚确认了罕见致命疾病库鲁病:患者出现震颤、虚弱及无法控制的大笑后死亡。该疾病无典型感染特征(如发烧或炎症),却与德国早前描述的克雅氏病相似。
1982年,神经学教授斯坦利·普鲁西纳揭示了病因:这不是病毒、细菌、寄生虫或真菌,而是历史上首类传染性蛋白质——他命名为朊病毒。朊病毒是大脑正常蛋白质的错误折叠变体;当其与健康蛋白质相互作用时,会诱导后者异常折叠并自我复制,最终导致错误折叠蛋白积累并损伤大脑。
意义所在
自普鲁西纳获诺奖以来,加州大学旧金山分校科学家在其基础上识别出新型朊病毒,并探索类朊病毒蛋白如何引发帕金森病和阿尔茨海默病等常见神经退行性疾病。
现代癌症治疗的曙光
照片:1989年诺贝尔新闻发布会上,哈罗德·瓦慕斯(左)和J·迈克尔·毕晓普(右)交谈。 J·迈克尔·毕晓普医学博士,微生物学和免疫学名誉教授,以及哈罗德·瓦慕斯医学博士,名誉校长兼前微生物学、生物化学和生物物理学教授
1989年诺贝尔奖 授予“他们发现逆转录病毒癌基因的细胞起源”
他们的发现
当加州大学旧金山分校前校长J·迈克尔·毕晓普在20世纪60年代开启职业生涯时,癌症起源仍是谜团。他与同事哈罗德·瓦慕斯通过鸡类实验揭开秘密:20世纪初发现的劳斯肉瘤病毒曾被视为首个致癌病毒,但60-70年代加州大学研究者复兴该领域后,伯克利科学家证实病毒中单个基因即可诱发细胞癌变。
毕晓普和瓦慕斯进一步追问:该基因存在于癌细胞中,但来源何处?健康细胞是否也有?对鹌鹑、鸵鸟及旧金山动物园鸸鹋的检测显示,所有样本均含类似基因。他们证实正常细胞自身可转化为癌细胞——癌症并非外来入侵者,威胁实则潜伏于人体内部。用恐怖电影比喻:电话正从屋内打来。
意义所在
该研究首次证明癌基因(导致癌症的突变基因)的存在,开启了现代癌症治疗新时代。此后,科学家据此识别HER2等基因为侵袭性乳腺癌的癌基因,并开发出赫赛汀等靶向疗法,彻底革新了癌症诊疗路径。
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