嗅觉信息受体研究的最近进展

        去年美国佛罗里达州立大学戴碧·法多尔领导的研究小组培育出一种具有超凡嗅觉能力的转基因实验鼠。

        转基因实验鼠的关键是蛋白质分子Kv1.3,它在动物体内用于神经通信，在同嗅觉相关的大脑区域能见到其踪迹。据Nature杂志网络版介绍，法多尔她们培育的实验鼠体内缺少Kv1.3蛋白。经过对它们进行的嗅觉能力测试，研究人员发现了转基因实验鼠的超级嗅觉能力。

        实验中，令研究人员感到吃惊的是体内缺少Kv1.3蛋白却给实验鼠的嗅觉能力带来极大的益处。同正常实验鼠相比，它们嗅到隐藏了味道的食物（如黄油花生酱饼干）的速度要快1倍。有些东西（如薄荷油）在水里时，其气味会变得弱淡。然而，转基因实验鼠在察觉这类东西的气味方面表现出超强能力。

        转基因实验鼠还能分辨出从化学上讲几乎相同的气味分子。法多尔表示，这表明它们比正常实验鼠具有更佳的识别气味的能力。北卡罗来纳公爵大学医学中心研究人员劳伦斯·卡兹认为，去掉体内的Kv1.3蛋白“有点像是调大了放大器的增益”，它改变了气味察觉的灵敏度。人类在识别气味方面存在着差异，如有时会将菠萝的气味误认为是香蕉的气味。此外，有些人（如孕妇）对气味特别敏感。法多尔认为这些也许都是Kv1.3蛋白在人体起作用。研究人员表示，法多尔她们的发现表明，如果能开发出改变人体中Kv1.3蛋白含量的药物，那么总有一天人类将有效地治疗嗅觉缺乏症。

        该项研究有望帮助人类了解气味嗅觉生物学，并有朝一日让我们开启自身的嗅觉能力。

        Neuron本周刊登了一篇文章，加利福尼亚大学圣地亚哥分校（the University of California, San Diego）Kevin Franks and Jeffry Isaacson通过对新生鼠的嗅觉研究，发现了NMDA受体与小鼠早期嗅觉活动的关系。

        他们发现新生鼠早期的一些嗅觉活动会引起两种谷氨酸受体——NMDA与AMPA（属于侧脑室嗅束,lateral olfactory tract fibers）相对含量的改变。具体来说，他们发现小鼠发育早期的一些嗅觉活动会造成NMDA受体数目的减少，NMDA被认为对突触形态的可塑性以及长期形成的改变有重要影响；而另一种介导神经突触快速传递的受体——AMPA则会增多。研究者认为这种现象和“嗅觉印迹”（olfactory imprinting）有关，“嗅觉印迹”是指在哺乳动物早期发育过程中对物质气味形成的强烈印象。

        Isaacson说“动物的这种嗅觉能力会副调控NMDA受体的数目变化”，在小鼠发育的最早期，有相当多神经突触到大脑皮层的信息活动被NMDA受体介导的传递过程加强，但是到了后期，小鼠有了一些嗅觉活动后，NMDA受体的数目就少了，因此很难再加强神经突触传递力度。

        为了研究发育过程中突触蛋白的变化，研究者利用了小鼠嗅觉皮层的层式结构（the layered architecture），“这种层式手段是一种很好的研究模式。”弗吉尼亚大学（University of Virginia）Kurt Illig 说，“作者挑选了不同类型的细胞进行刺激实验，分别研究其每一个皮层体外环境下神经反应的变化。NMDA受体数目的减少可能解释了早期嗅觉活动如何改变大脑皮层对特殊气味反应的机理。”

        为了验证这一结果，研究人员堵住了新生小鼠的一个鼻孔，使之失去大脑一侧的嗅觉刺激，然后分别比较了每只动物大脑两侧。“这是一个非常不错的实验，因为嗅觉是所有感觉系统当中，唯一不需经过脊髓或间脑的转接，就可以直接投射至前脑的感觉系统”Isaacson说。

        这一结果说明存在着一段感官神经突触高度可塑的时期，这一现象在视觉、听觉以及体觉感官系统中都有发现。这一阶段比较短，因为通过实验证明在幼鼠中失去嗅觉会引起NMDA受体的减少，但大约2个月的小鼠却不会如此。北卡罗莱纳大学（University of North Carolina）BenPhilpot说，“非常少的研究者会去研究嗅觉行为对嗅觉皮层的影响，这一研究表明你可以在早期通过改变嗅觉活动来改变大脑皮层的突触形成”（生物通记者Leslie）。 (责任编辑：泉水)

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