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动物如何通过嗅觉感知疾病气味的机制解析

2009-05-01 13:25 群芳 science.com 阅读 0
核心摘要: 动物能够通过嗅觉识别疾病相关气味,主要依赖于小鼠嗅觉系统中新发现的甲酰肽受体(FPRs)。这些受体感知病原体释放的化学信号,激活神经细胞,帮助动物快速识别并避开病患个体,维护种群健康。该发现为理解嗅觉感知疾病的分子机制提供了新视角。

如果你生病了,这只小老鼠或许能闻出来。(图片提供:Photos.com)

动物能够通过嗅觉识别疾病相关气味,这一能力帮助它们避开病源,维护种群健康。早在1989年,《柳叶刀》杂志报道了一条狗通过舔主人腿上的痣发现恶性黑素瘤的案例,揭示了动物对疾病气味的敏锐感知。随后,科学家们在啮齿动物如大鼠和小鼠中发现了类似的嗅觉能力,这种能力有助于它们远离病患个体,减少疾病传播风险。

瑞士日内瓦大学神经遗传学家Ivan Rodriguez及其团队深入研究了小鼠的嗅觉系统,发现了一类新型嗅觉受体——甲酰肽受体(Formyl Peptide Receptors, FPRs)。这些受体原本属于免疫系统,能够感知病原体释放的化学信号,帮助免疫细胞定位并攻击外来病原体。研究团队在小鼠嗅觉神经细胞中鉴定出5个编码FPRs的新基因,推测这些受体可能使动物能够通过嗅觉探测疾病相关的化学物质。

通过将小鼠嗅觉神经细胞暴露于致病细菌及患病小鼠尿液中,研究人员观察到特定化学物质激活了这些神经细胞,表现为细胞电位的显著变化,证实了FPRs在嗅觉感知疾病中的功能。这些FPR受体主要分布在大脑基部的犁鼻器区域,该区域不仅负责感知信息素等社交信号,还直接连接情绪中枢——扁桃体。Rodriguez指出,这种结构布局使得动物能够快速对疾病气味做出行为反应,例如避免接触病患或调整繁殖行为。

此外,研究团队还在沙鼠和大鼠中发现了类似的疾病嗅觉受体,但目前尚无证据表明人类鼻腔中存在此类受体。Rodriguez表示,FPRs主要存在于免疫系统中,人体其他组织中尚未发现其嗅觉功能。

法国巴斯德研究所神经科学家及嗅觉专家Pierre Marie Lledo评价该研究为“极具突破性的发现”,而瑞士洛桑大学嗅觉专家Marie-Christine Broillet认为,这一发现为揭示动物通过嗅觉识别疾病的分子机制开辟了新的研究方向。

综上所述,动物通过特异性的甲酰肽受体感知疾病相关气味,这不仅丰富了我们对嗅觉系统的理解,也为疾病早期诊断和防控提供了潜在的新思路。

(译者:群芳,原文来源:www.science.com,2023年4月27日)

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