来自北京生命科学研究所、北京协和医学院及清华大学的研究人员发表了一项题为“Optogenetic activation of basal forebrain cholinergic neurons modulates neuronal excitability and sensory responses in the main olfactory bulb”的研究论文。该研究首次全面分析了基底前脑胆碱能神经元投射对小鼠主嗅球信号传导的调控作用，成果发表于《Journal of Neuroscience》杂志，并被选为Featured Article。

这项研究由北京生命科学研究所罗敏敏研究员领导完成，第一作者为北京协和医学院与北生所联合培养的博士生马明。罗敏敏研究员长期从事嗅觉神经系统研究，曾发表《Science》、《Neuron》等多篇高水平文章，并获得人类前沿科学计划组织颁发的“青年科学家奖”等多个奖项。

哺乳动物的主嗅球接受来自基底前脑斜角带核水平支（horizontal limb of the diagonal band of Broca）的胆碱能神经元投射。这些胆碱能投射被认为与动物的行为状态（如注意力）密切相关。以往研究表明，胆碱信号能增强小鼠嗅觉相关的分辨和学习能力，但斜角带核水平支的胆碱能神经元如何调控主嗅球神经元的兴奋性和气味反应仍存在争议。

在这项研究中，研究人员运用最新的光遗传学手段特异性激活这些胆碱能神经元，并结合电生理记录分析了主嗅球神经元的兴奋性和气味反应变化。通过标记神经元分析其形态和位置，进而确定其类型。研究发现，光激活斜角带核水平支的胆碱能神经元可以抑制主嗅球中几乎所有类型神经元的兴奋性，包括僧帽/丛状细胞、球周细胞和GABA能的颗粒细胞。这种抑制作用在10 Hz时已具有显著性，并随光刺激频率增加而增强。

此外，胆碱能神经元激活锐化了大部分僧帽/丛状细胞的调谐曲线，但总体上增强了球周细胞和颗粒细胞的气味反应。这些结果表明，来自基底前脑的胆碱能系统可以显著调控小鼠主嗅球的神经元兴奋性，并支持了胆碱能活性增强嗅觉辨别能力的假说。

罗敏敏研究组去年曾在《Science》杂志上发表文章，发现肠道激素的一种受体在脑中也有功能。具体而言，鸟苷酸环化酶-C（Guanylyl Cyclase-C, GC-C）在脑中丧失会影响注意力。GC-C是受体鸟苷酸环化酶成员之一，在肠黏膜细胞、原发和转移性大肠癌细胞中特异性表达，受大肠杆菌热稳定肠毒素（STa）、鸟苷素和尿鸟苷素激活，调节肠道水、电解质动态平衡及肠上皮细胞转变和增殖，抑制大肠癌细胞增殖，因此是大肠癌微转移诊断、分期和术后随访监测的临床指标。而罗敏敏研究组发现，这种肠道激素受体在脑中也扮演重要角色，与注意缺陷多动障碍（ADHD）的发展相关。ADHD是儿童中常见的心理健康问题，影响约5%的学龄前儿童，导致注意力不足、自闭忧虑等。