人物 | 學霸家庭：縱貫兩百年 橫跨數化生

文 | 王承志

Euler於1905年2月7日出生在瑞典的斯德哥爾摩一個群星閃耀的科學世家。他的父親Hans von Euler-Chelpin因發現了糖酵解的酶而獲得了1929年的諾貝爾化學獎，母親Astrid Cleve von Euler是一位植物學家，他的外祖父Per Teodor Cleve是一位化學家，曾發現了鈥和銩元素，並且他還有一位聞名世界的祖上——歐拉（Leonhard Euler），人類歷史上最偉大的數學家之一。

出生在這樣一個家庭，Euler的成長自然擁有了最好的科學氛圍，為其科研生涯打下了極為堅實的基礎。他17歲時就發表了第一篇科研論文，25歲獲得卡羅林斯卡研究所醫學學位。同年，Euler獲得洛克菲勒基金會資助前往倫敦，在諾貝爾獎得主Henry Hallett Dale實驗室做研究。

Dale發現了神經衝動的傳遞物質是乙醯膽鹼，並且還發現了乙醯膽鹼在神經衝動引起的肌肉收縮方面也發揮作用。Euler在Dale實驗室研究乙醯膽鹼介導的神經衝動，做實驗時發現兔的一段腸道在使用小腸提取物處理時會發生收縮。但他意外發現使用膽鹼能受體抑製劑，如阿托品，並不能抑制這個反應，所以他大膽推測可能還存在一種乙醯膽鹼之外的活性物質。

接下來的幾個月中，他和實驗室的一位同事John H. Gaddum系統地研究了這個現象。他們發現兔腦中的一種物質也能使腸道發生收縮反應並且還能降低血壓。當時為了研究方便，他們將這種物質稱為「純化產物」（purified preparation）並簡寫為P，此後這種活性物質被稱為P物質並延用至今。後來，Euler又鑒定出P物質為多肽。直到今天，依然有很多科學家在不斷地發現P物質在各種生理病理條件下起著各種不同的作用。

結束了在Dale實驗室的研究後，Euler回到卡羅琳斯卡研究所繼續神經活性物質的研究。1934年，他做出了科研生涯中第二項重要的工作。他測試了各種組織提取物的活性，結果發現山羊血管腺提取物能夠顯著降低血壓，這使他意識到這其中還有未知的活性物質。其後他發現人類精液中也含有相同活性的物質，由於他當時誤認為該物質來源於前列腺，故將該物質命名為前列腺素。

Euler試圖弄清楚該物質的化學本質，但限於當時的技術手段沒有成功。他將前列腺素的工作介紹給他的同事Sune Bergstr?m，後者通過近二十年的努力終於成功鑒定出前列腺素並非一種單一的化學物，而是多種成分的複合物，並起著廣泛的生理作用。Sune Bergstr?m和他的學生Bengt I. Samuelsson因此項工作獲得了1982年諾貝爾生理或醫學獎。

Euler後來在《脂質研究進展》雜誌發表的一篇評論中寫道：「做出一項發現在原則上和一種發明甚至一種藝術是相似的，即得到的結果比組成它的各個部分的總和要更多……有人說前列腺素在被發現後沉寂了20年，這是不完全正確的。自1945年Sune Bergstr?m從我手上接過前列腺素的研究後，他用精湛的技藝和驚人的毅力進行了化學分離和鑒定，實際上開啟了前列腺素研究歷史的第二階段。」

由此可見前列腺素的工作是一項接力的工程，Euler作為接力賽的第一棒雖然沒有因為這項工作獲得諾獎，但他在前列腺素的開拓性工作並不會被科學史遺忘。

在研究前列腺素的同時，Euler繼續著神經遞質的研究。他特別感興趣神經細胞之間的信號傳遞，早在1904年英國生理學家Thomas Renton Elliott就提出過神經元之間可能通過某些化學物質相互交流。他觀察到腎上腺髓質可以產生一種與交感神經活動增強效應很相似的物質腎上腺素，所以他推測交感神經效應的傳遞是通過化學物質如腎上腺素傳遞，而並非是大家曾經認為的類似於電線導電的純物理過程。但直到1921這個猜想才被實驗證明，而這個實驗的設計過程十分傳奇。

德國生理學家Otto Loewi在1921年復活節的星期六夜裡做了一個夢，夢見自己做了一個實驗證實了神經間的信號傳導是靠化學物質而不是電信號。他從夢中驚醒，開燈在床頭柜上的一張紙上記下了夢中的實驗，然後又倒頭睡去。第二天早上6點他就醒來，並且想起夜裡他寫了非常重要的東西，可是Loewi卻發現他完全讀不懂自己夜裡寫的東西。一整天，Loewi都在苦思冥想試圖回憶夢境卻一無所獲。Loewi後來回憶說，那一天是他人生中感覺最長的一天。

神奇的是，當晚夜裡三點，Loewi又做了那個相同的夢，夢裡他又做了那個美妙的實驗。他驚醒了，然後立刻跑到實驗室按照夢境做了這個簡單而完美的實驗：他把青蛙的心臟放到裝有營養液的玻璃器皿中，該心臟還與神經干相連。電刺激神經干後，把該心臟泵進或泵出的液體倒入另一個玻璃器皿中的心臟。

Loewi驚奇地發現這樣的液體可以使別的心臟產生與之前受神經乾電刺激的心臟相同的變化。這個經典實驗證明了神經刺激可以釋放調節心跳的化學物質，且這些物質是通過化學方式傳遞到器官的。這個實驗中交感神經所釋放的遞質後來被證明為乙醯膽鹼（該工作獲1936年諾貝爾生理學或醫學獎）。

後來按照這個思路，Loewi考慮刺激心臟或其它臟器的交感神經也會釋放化學物質，而這種物質與之前就發現的腎上腺素有很多共同之處，但Loewi一直苦於無法直接證實這個猜想。直到1934年，J.Gaddum和 H. Schild發明了一種檢測腎上腺素的化學方法。Loewi利用這種方法證實了在神經刺激增效期後，不僅在青蛙心臟浸出物，而且在心臟的灌注液中都存在腎上腺素。

但Loewi並沒有想到，他用青蛙做的實驗實際上只是一種特殊情況，因為Euler後來在哺乳動物中做實驗時卻發現腎上腺素能神經（比如脾臟神經）和這些神經支配的器官提取物有與腎上腺素相似的活性但又不完全相同的物質。該物質隨後被鑒定為腎上腺素的去甲基化同系物，即去甲腎上腺素。

去甲腎上腺素的工作還有另一個插曲，在Euler發現去甲腎上腺素的幾乎同一時間，生理學家Peter Holtz也在腎上腺提取物與尿液中發現了能夠使血壓升高的活性物質，並命名為尿交感素（Urosympathin）。這一物質實際上含有多巴胺，腎上腺素和去甲腎上腺素。這項工作的手稿於1944年10月8日（二戰期間）被送到萊比錫的施普林格出版社，但一周後在印刷時被空襲摧毀。直到1947年該工作才重新發表，但此時距Euler的工作發表已經晚了一年。

Euler在發現了去甲腎上腺素是交感神經遞質後，做了非常系統的工作，他發現幾乎所有的器官和組織都有去甲腎上腺素，只有胎盤是個例外，而胎盤是唯一沒有神經的組織，所以神經應該是它的來源。Euler實驗室的Goodal又做了一個非常讓人信服的實驗，他切斷到心臟或其它器官的腎上腺素能神經後，器官中去甲腎上腺素的含量會降到很低，而切斷的神經再生後，器官的去甲腎上腺素濃度又上升到正常水平。

為了弄清楚去甲腎上腺素的功能，Euler帶領他的研究團隊做了很多有趣的實驗，比如他們發現軍官們跳傘後比在地面運動後尿液中去甲腎上腺素含量顯著增加了，再比如機體在寒冷中也會分泌大量去甲腎上腺素。這些實驗可以總結為機體在應激狀態時，腎上腺素能神經活動會加強，去甲腎上腺素的分泌也會加強。

Euler還與他的同事Nils-Ake Hillarp合作，發現了神經元中去甲腎上腺素是以一種微小的顆粒形式合成與貯存的，這些工作成為神經遞質細胞內運輸的重要概念。可惜的是，1970年諾貝爾獎頒發給Euler時，Hillarp已經去世，未能見證他們的工作獲得此項殊榮。

Euler在1970年獲諾獎前，曾多年任諾貝爾生理學或醫學獎委員會成員和主席。他卸任後，此前在諾獎委員會的同事趕緊給他發了1970年的諾獎。他的學生如法炮製，卸任諾獎委員會委員後在1982年也「被迫」黃袍加身。

Euler不僅是一位成果卓著的科學家，而且是一名能夠啟發學生好奇心的好老師。他曾經寫道：「對於一名科學家來說，最有回報的事情中就包括了指導年輕學生開始他們的研究生涯並作出原創的發現。見證年輕人的成長是一種享受，科學家有充分的理由對能用自己的經驗來幫助他們感到高興……我們必須守護心靈的自由，並記得一些「異端學說」經常是精神生活健康的標誌。」

Euler因其巨大貢獻一生獲得了很多榮譽和頭銜。他終身致力於科學研究，直到1983年3月因心臟手術後併發症去世。

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