“山寺月中尋桂子，郡亭枕上看潮頭。”每年九十月份的杭城，到處都充盈著桂花的香氣。隨著時(shí)間的推移，大家總會(huì)覺(jué)得香氣越來(lái)越淡了。除了桂花自然凋落的客觀原因外，其實(shí)人的嗅覺(jué)適應(yīng)性也起了很大的作用。正所謂“久居蘭室而不聞其香”，神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)外界刺激的響應(yīng)，會(huì)隨著時(shí)間的拉伸而降低。
一直以來(lái)，科學(xué)界都認(rèn)為嗅覺(jué)適應(yīng)性是由神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元“麻痹”所造成的。近日，浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)院康利軍教授團(tuán)隊(duì)和段樹(shù)民院士團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際知名期刊《神經(jīng)元》（Neuron）發(fā)表了題為“Sensory glia detect repulsive odorants and drive olfactory adaptation”的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)外周神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可以直接感受環(huán)境氣味刺激，并通過(guò)GABA神經(jīng)遞質(zhì)，實(shí)時(shí)抑制嗅覺(jué)神經(jīng)元的活性，從而引起嗅覺(jué)適應(yīng)性。這一研究開(kāi)拓了人們對(duì)膠質(zhì)細(xì)胞功能的認(rèn)知。
論文共同第一作者為浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)院博士研究生段奪、張虎、岳曉敏和范月丹，共同通訊作者為康利軍教授和段樹(shù)民院士。
讓氣味“歸零”
神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)的重要組分，對(duì)于神經(jīng)元的發(fā)育、功能和健康至關(guān)重要，其功能異常直接導(dǎo)致各種神經(jīng)精神性疾病。相對(duì)于神經(jīng)元，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞一般不形成典型的神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜電興奮性比較低，因此曾經(jīng)長(zhǎng)期被認(rèn)為是“惰性”的組織，通過(guò)對(duì)神經(jīng)元的支持、保護(hù)和營(yíng)養(yǎng)等方式發(fā)揮作用。
膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)元如同一對(duì)孿生兄弟相伴而生?！耙郧暗睦斫?，遇到刺激是神經(jīng)元沖鋒在最前面，而膠質(zhì)細(xì)胞則比較惰性，不那么活躍?！笨道娊榻B。
但這次他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)細(xì)胞可以直接感受氣味，同時(shí)還可以通過(guò)感知?dú)馕懂a(chǎn)生嗅覺(jué)適應(yīng)。
異戊醇是一種脂溶性物質(zhì)，天然以酯的形式存在于草莓、薄荷及朗姆酒等中，可作食用香料，也是制作香水的原料，當(dāng)濃度低時(shí)芳香四溢，而濃度過(guò)高時(shí)則是發(fā)出臭味?？道姾投螛?shù)民合作團(tuán)隊(duì)通過(guò)高濃度的異戊醇對(duì)模式生物秀麗隱桿線蟲(chóng)的頭部化感器進(jìn)行刺激，發(fā)現(xiàn)了嗅覺(jué)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的鈣離子都升高，而且都可以獨(dú)立感受到這個(gè)氣味。
與此同時(shí)，科研人員通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)細(xì)胞在感受到外界刺激后，還會(huì)釋放出具有抑制性的GABA神經(jīng)遞質(zhì)，進(jìn)而控制神經(jīng)元使其對(duì)氣味的敏銳度降低?！澳z質(zhì)細(xì)胞的這個(gè)主動(dòng)作為，讓神經(jīng)元對(duì)重復(fù)性或持續(xù)性刺激變得反應(yīng)遲鈍，產(chǎn)生了環(huán)境適應(yīng)性?！笨道娬f(shuō)，這就好像是一個(gè)電子歸零器，雖然已經(jīng)有了刺激的信息但都被削弱了，進(jìn)而減緩甚至不產(chǎn)生對(duì)刺激的響應(yīng)?！氨憩F(xiàn)為雖然有氣味，但是聞不出來(lái)了?！?/span>
圖：膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元共同編碼嗅覺(jué)信息
有助于研究神經(jīng)精神疾病發(fā)生機(jī)理與相關(guān)藥物開(kāi)發(fā)
神經(jīng)細(xì)胞的特征在于要張弛有度，如果始終處于激活的過(guò)度興奮也不利于神經(jīng)元功能的維持，因此信息的歸零顯得尤為必要。康利軍表示，對(duì)膠質(zhì)細(xì)胞功能的新認(rèn)知，對(duì)于未來(lái)通過(guò)膠質(zhì)細(xì)胞調(diào)控神經(jīng)元和神經(jīng)功能開(kāi)拓了新思路。例如，對(duì)于阿爾茲海默癥等產(chǎn)生的嗅覺(jué)退化和感覺(jué)功能障礙，就可以開(kāi)拓新的藥物分子靶標(biāo)。
這項(xiàng)研究揭示了神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在感覺(jué)生成調(diào)控中的主動(dòng)、實(shí)時(shí)的作用，并從分子和環(huán)路水平揭示了嗅覺(jué)適應(yīng)性的產(chǎn)生機(jī)制，為充分闡明神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的生理功能和感覺(jué)適應(yīng)性的生成機(jī)制奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，并提示神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及其相關(guān)分子在神經(jīng)精神疾病發(fā)生與相關(guān)藥物開(kāi)發(fā)中潛在的意義。
該研究得到了浙江大學(xué)徐素宏教授、王志萍教授、中國(guó)科技大學(xué)溫泉教授、澳大利亞莫納什大學(xué)劉杰教授等團(tuán)隊(duì)的支持。該研究主要受國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金、中國(guó)博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等資助。
（文 柯溢能 /攝影 盧紹慶 部分圖片由課題組提供）
