▎药明康德内容团队编辑
说到嗅觉，人们通常会认为是鼻子和脑子的事。不过，顶尖学术期刊《自然》今日在线刊登的一篇研究论文让我们对嗅觉有了新的认识。科学家们发现，嗅觉还与肠子有着密切关系。肠道发生炎症时，会直接影响中枢神经系统，让嗅觉变得不那么灵敏。值得注意的是，这种炎症既有可能是急性肠道感染，也包括了衰老过程中积累的慢性肠道炎症——难怪年纪大了，原本诱人的食物闻着没有以前那么香了……
▲气味是影响进食的重要线索（图片来源：123RF）
科学家们利用经典的实验动物果蝇开展了这项研究。虽然果蝇用来闻气味的器官和人类很不一样——它们没有鼻子，而是靠触角和下颚的附须搜集气味分子，但果蝇的嗅觉系统与哺乳动物有着相似的组织结构，又相对更简单，成为了研究嗅觉的一个理想模型。而且和我们一样的是，果蝇老了也会嗅觉迟钝，对喜爱的气味和讨厌的气味都变得不那么敏感。
研究人员首先查看了果蝇发生急性肠道感染时的情况。当果蝇由于感染肠道病原体而“食物中毒”，嗅觉的辨别力一时之间大为下降。他们发现，急性感染后肠道上皮细胞（enterocyte）会分泌炎症因子Upd2和Upd3。中枢神经系统中有一种胶质细胞（ensheathing glia），在接收到炎症因子发出的化学信号后，细胞内JAK/STAT信号通路被直接激活。进一步分析基因表达的结果显示，这一信号通路的激活改变了这类胶质细胞的脂质代谢，通过促进中性脂滴的积累，最终抑制了嗅觉灵敏性。结果，在急性肠道感染的情况下，吃坏肚子的动物因为暂时性嗅觉迟钝，对食物的兴趣大减，从而避免了继续吃下更多的病原体，提高生存率。除了急性肠道感染外，在衰老的情况下，慢性的肠道炎症同样引起了肠道与神经系统的跨组织信号通路交流。在这种情况下，研究人员指出，衰老的胶质细胞中的氧化应激反应增加， 这让胶质细胞的健康雪上加霜。一方面肠道产生的炎症因子促进了中性脂滴在胶质细胞中的积累，另一方面氧化应激反应造成中性脂滴被过氧化。过氧化的脂滴长期积累促使神经胶质细胞随着衰老逐渐死亡，导致老年果蝇持续性的嗅觉迟钝。
▲研究示意图（图片来源：参考资料[1])
这项研究的第一作者蔡晓宇博士总结说：“我们发现，肠道的炎症因子Upd2、Upd3 可以通过调节JAK/STAT信号通路在中枢神经系统内一种神经胶质细胞的信号传导，来影响神经胶质细胞的功能，进而影响嗅觉的敏感性。““据我们所知，这项研究首次解析了肠道影响大脑嗅觉作用的分子机制，对于我们理解大脑的嗅觉功能和动物的相关行为具有重要意义。”研究的另一位主要作者李红杰博士评论。我们人类在肠道感染和老化过程中变得嗅觉迟钝，是否受同样的机制所控制，科学家们还在继续探索。[1] Cai, X.T., Li, H., Borch Jensen, M. et al. Gut cytokines modulate olfaction through metabolic reprogramming of glia. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03756-0本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系[email protected]。
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