嗅觉受体基因的研究进展

嗅觉在动物的生命活动中起着重要的作用, 与嗅觉相关的基因主要是嗅觉受体(Olfactory receptor, OR)基因。文章介绍了嗅觉受体基因的结构、表达调控、分布、分子进化及其多态性研究进展, 并讨论了该基因与嗅觉功能和嗅觉障碍的关系。     

昆虫嗅觉结合蛋白研究进展

嗅觉结合蛋白是嗅觉系统的第一个参与者,主要表达在嗅觉外周系统淋巴液中,负责识别、结合和转运气味和信息素分子到达嗅觉受体.近些年,随着各种生物新技术的应用,大量昆虫嗅觉结合蛋白被鉴定出来,其各种不同功能得到揭示.本文对近年来嗅觉结合蛋白的分子特征、蛋白结构、功能和应用等方面的研究进展进行总结和综述.总的来说,嗅觉结合蛋白...     

慢性鼻窦炎患者嗅觉障碍的危险因素探讨及其对患者心理健康和生存质量的影响

摘要 目的：探讨慢性鼻窦炎患者嗅觉障碍的危险因素及其对患者心理健康和生存质量的影响。方法：选取2017年9月~2020年9月期间首都医科大学附属北京同仁医院收治的120例慢性鼻窦炎患者进行嗅觉功能测试。统计嗅觉功能障碍患者的发生率，并依据嗅觉功能测试情况将患者分为嗅觉障碍组（n=64）和嗅觉正常组（n=56）。对两组患者的基础资料、临床资料、心理健康状况和生存质量等进行比较分析，采用单因素分析慢性鼻窦炎患者嗅觉障碍发生的影响因素，多因素Logistic回归分析慢性鼻窦炎患者嗅觉障碍发生的危险因素。结果：经嗅觉功能测试结果统计，120例患者中有64例患者出现嗅觉功能障碍，嗅觉障碍患病率为53.33%，其中男性有36例（56.25%），女性有28例（43.75%）；嗅觉下降46例(38.33%)、失嗅18例(15.00%)。单因素分析显示：鼻内镜手术史、伴鼻息肉、哮喘病史、嗜酸粒细胞比例、鼻内镜Lund-Kennedy评分是慢性鼻窦炎嗅觉障碍发生的影响因素(均P<0.05)。多因素Logistic回归分析表明：鼻内镜手术史、伴鼻息肉、哮喘病史、嗜酸粒细胞比例>5%、鼻内镜Lund-Kennedy评分≥2分是慢性鼻窦炎嗅觉障碍发生的独立危险因素。嗅觉正常组的焦虑自评量表（SAS）、抑郁自评量表（SDS）评分均低于嗅觉障碍组（P<0.05）。嗅觉正常组生活质量简表（SF-36）各维度评分均高于嗅觉障碍组（P<0.05）。结论：慢性鼻窦炎患者的嗅觉障碍发生率较高，鼻内镜手术史、伴鼻息肉、哮喘病史、嗜酸粒细胞比例>5%、Lund-Kennedy评分≥2分是影响患者嗅觉障碍发生的危险因素。同时嗅觉障碍还会引起患者抑郁焦虑等不良情绪，降低患者的生活质量。     

昆虫嗅觉受体的研究进展

昆虫的嗅觉对昆虫的栖息地选择、觅食、群集、趋避、繁殖以及信息传递等行为具有重要的影响。对昆虫嗅觉机理的深入研究和嗅觉信号传导途径的完整阐述,是探索农业害虫的专一性防治的基础。嗅觉受体(olfactory receptors,Ors)是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor)的一种,是嗅觉系统的关键成分。近年来嗅觉受体的研究日益受到关注。本文对昆虫嗅觉的基本过程、基因结构和表达调控特征、蛋白分子结构、生理功能、分布部位和相关配体的研究等进行了综述。     

昆虫外周嗅觉系统信号转导机制研究进展

嗅觉对昆虫的生存至关重要.长期的进化中,昆虫发展了一套完备的嗅觉系统.在昆虫嗅觉识别过程中,有多种嗅觉蛋白参与其中.在过去的十几年中,随着生物信息技术的发展,与昆虫嗅觉识别相关的基因家族得到了鉴定,如气味受体、离子型受体等,结合电生理及行为学方面的研究,这些基因的功能也逐步得到了验证,使对昆虫嗅觉识别的分子基础有了更深入的理解.本文综述了与昆虫外周嗅觉系统神经转导过程相关的嗅觉蛋白的生化特性及生理功能,概述了昆虫外周嗅觉系统神经转导机制的最新研究进展.     

视觉和嗅觉信号对果蝇食物搜寻行为的协同作用

为了探索视觉和嗅觉信号在昆虫食物搜寻过程中的作用, 本研究利用杨梅和橘子为引诱物, 在实验室条件下测定了嗅觉和视觉信号诱集到的黑腹果蝇Drosophila melanogaster数量, 分析了嗅觉经历对果蝇嗅觉和视觉食物搜寻的影响。发现同源性嗅觉和视觉信号存在的杨梅诱集到的果蝇数量显著大于单一的视觉信号和嗅觉信号, 但异源性嗅觉和视觉信号组合诱集到的果蝇数量和单独的嗅觉信号相似。嗅觉信号预处理不仅能够显著增加嗅觉信号诱集到的果蝇数量, 其中杨梅嗅觉信号对杨梅预处理果蝇的吸引能力与视觉和嗅觉信号存在的杨梅相似, 而且异源性嗅觉和视觉信号组合诱集到的预处理果蝇数量也不低于视觉和嗅觉信号存在的杨梅。另外杨梅嗅觉信号预处理也能够显著增强杨梅视觉信号诱集到的果蝇数量。但嗅觉预处理并不会改变同源性视觉和嗅觉信号组合诱集到的果蝇数量。本研究表明, 果蝇同时利用视觉和嗅觉信号进行食物搜寻, 因此同源性视觉和嗅觉信号在果蝇诱集过程中具有协同作用。另外果蝇具有较强的记忆和学习能力, 能够将记忆中的嗅觉信号应用于食物搜寻。本研究结果不仅有利于我们了解果蝇在自然状态下的食物搜寻机制, 而且有利于开发更有效的果蝇新型诱捕器。     

脊索动物嗅觉受体基因命名法的发展

嗅觉受体属于G蛋白偶联受体家族,在脊索动物的整个生命周期中都扮演着至关重要的角色。与其他多数基因家族不同,嗅觉受体家族是一个成员数量庞大的超基因家族,为它们合乎逻辑的命名可以更好地对该家族进行描述、分析和讨论,也可以为机器学习程序从庞大的嗅觉受体数据库自动构建相应的蛋白结构和功能知识库提供语义信息。由于脊索动物嗅觉受体演化速度很快、基因数量庞大、假基因比率高、在物种及染色体上分布差异巨大等多方面的原因,给嗅觉受体基因合理的命名较为困难。三十多年来,伴随着嗅觉受体研究领域的发展,嗅觉受体基因命名法也经历了多次迭代,在每个阶段都发挥着积极的作用。随着测序技术和生物信息学算法工具的发展,随之而来的是新注释的海量的嗅觉受体基因,这使已有的嗅觉受体基因命名法变得越来越难以适应大数据挖掘和知识工程的系统开发,因此迫切需要一个能满足当下需求的嗅觉受体基因命名法。     

啮齿动物的嗅觉通讯研究进展

通过对近40 年来啮齿动物嗅觉通讯的研究综述, 主要介绍嗅觉信号的来源、组成及其对啮齿动物行为生理所产生的作用。啮齿动物嗅觉通讯的信号来源主要是粪便、尿液和特化皮肤腺等, 对这些化学信号的成分分析主要集中在各种信息素(Pheromone) 的结构、来源及其引起的行为反应。目前, 在对啮齿动物嗅觉通讯神经通路的研究中, 对主嗅觉系统和犁鼻器系统在动物嗅觉通讯中的作用仍将是人们研究的重点; 而通过信息素作用所产生的各种行为反应的神经内分泌机制也是动物嗅觉通讯领域研究的热点之一。研究气味信号对动物行为和生理等方面所产生的作用, 将有助于揭示啮齿动物嗅觉通讯在其社会行为中的重要作用。     

寄生蜂嗅觉蛋白研究进展

寄生蜂对外界环境中气味的识别过程尤为复杂,需要很多组织器官参与,嗅觉系统在寄生蜂选择寄主、识别定位寄主和寄生过程中发挥着重要的作用。常见的嗅觉相关蛋白有气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体等,本文从嗅觉蛋白的鉴定、结构特征与分类、表达定位、系统发育、功能研究等方面综述了寄生蜂嗅觉蛋白的国内外研究进展,为更多寄生蜂嗅觉相关蛋白的鉴定及其功能研究提供参考。     

阿尔茨海默病转基因小鼠极早期嗅觉工作记忆的损害特征

目的探讨阿尔茨海默病转基因小鼠极早期嗅觉工作记忆损害特征。方法选用5周龄雄性5XFAD转基因及野生型小鼠各9只,9周龄雄性5XFAD转基因与野生型小鼠各8只,采用嗅觉广度测验进行测试,以嗅觉广度、气味辨别错误数和准确率评估嗅觉工作记忆能力。结果与同龄野生型小鼠相比,9周龄转基因小鼠嗅觉广度明显降低(P0.05),错误次数明显增高(P0.05),气味辨别准确率显著降低(P0.05)。此外,与5周龄转基因小鼠相比,9周龄转基因小鼠嗅觉广度明显降低(P0.05)。而5周龄5XFAD小鼠的嗅觉广度、错误次数以及气味辨别准确率与野生型之间差异无显著性(P0.05)。结论 9周龄5XFAD转基因小鼠出现显著嗅觉工作记忆损害,提示嗅觉工作记忆损害可能是AD小鼠模型极早期认知损害的敏感指标。     

昆虫非典型嗅觉受体Orco的功能和分子结构研究进展

嗅觉受体是参与昆虫嗅觉识别过程的一类重要蛋白。在昆虫的众多嗅觉受体中, 有一类受体明显不同于其他受体, 被称为Orco。该受体基因在不同昆虫种间高度保守, 且表达广泛。Orco在昆虫嗅觉识别过程中发挥关键作用。采用基因突变或RNAi等技术使Orco基因沉默后, 昆虫会出现严重的嗅觉缺陷, 但Orco本身不与气味配体结合, 它与传统嗅觉受体形成复合体Or-Orco, 促进传统嗅觉受体在神经元树突膜上的定位并维持其稳定性, 提高传统嗅觉受体对气味反应的效率。昆虫嗅觉受体的结构与脊椎动物的G蛋白偶联受体相似, 均有7个跨膜区, 但二者的膜拓扑结构相反, 昆虫嗅觉受体的N末端位于细胞质膜内, C末端在细胞质膜外, Orco与传统嗅觉受体通过保守的C末端区域相互作用形成一种新型的配体门控离子通道--Or-Orco复合体。阐明Orco在昆虫嗅觉识别中的功能机制, 可为开创基于昆虫嗅觉行为干扰的新的害虫防治措施提供基础。     

昆虫嗅觉受体及其介导的信号转导机制研究进展

高度灵敏的嗅觉系统,能够帮助昆虫准确识别环境中不同来源的挥发性化合物,在昆虫觅食、交配和产卵等生命活动过程中起着至关重要的作用.通过感觉神经元膜上数量巨大且种类繁多的嗅觉受体,昆虫可以识别不同的气味物质,进而调控其行为.已知的昆虫嗅觉受体主要有三种,离子型受体、气味受体和响应二氧化碳及信息素的味觉受体.目前嗅觉受体的分子结构及其介导的信号转导机制仍然没有得到完整的阐释,嗅觉受体配体的鉴定工作也还任重道远.本综述就昆虫嗅觉受体的结构、进化、功能表征方法以及气味受体介导信号转导的机制等方面的研究进展进行了综述,以期对研究昆虫嗅觉编码和调控,以及昆虫与植物间互作提供一定的理论参考.     

基因组水平蝙蝠嗅觉受体基因的分子进化

翼手目动物（俗称蝙蝠）的食性分化显著,不同食性的蝙蝠具有显著不同的嗅球大小。为了研究嗅觉是否影响了蝙蝠食性的进化,我们利用网上已公布的10种蝙蝠基因组的数据,通过同源比对的方法鉴定出所有的嗅觉受体基因,并进行嗅觉受体基因亚家族的分类,进而比较嗅觉受体基因亚家族的数目差异。结果显示,蝙蝠的嗅觉受体基因与其它哺乳动物一样,都可以分为13个单系起源的亚家族;在Yinpterochiroptera亚目中,OR1/3/7、OR2/13、OR5/8/9等3个嗅觉受体亚家族在食果蝙蝠中均发生了不同程度的扩张,基因数目显著地多于食虫蝙蝠,提示嗅觉在食果蝙蝠取食过程中具有重要的作用。因此,本研究在基因组水平上重现了蝙蝠嗅觉受体基因的进化历史,揭示了3个嗅觉受体基因亚家族的功能可能与食果蝙蝠的食性相关,突出了嗅觉对动物食性的重要作用.     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

嗅觉是昆虫产生行为的重要物质基础,阐明昆虫嗅觉机理有助于调控昆虫行为和进行害虫治理。近年来,许多与嗅觉相关的生物活性分子和相关基因的发现和克隆,对揭示嗅觉机理具有重要作用。作者针对近年来研究较多的气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、气味降解酶以及感觉神经元膜蛋白等,就其生化特性、表达部位、分子结构、生理功能等进行了综述。     

新型冠状病毒感染相关嗅觉障碍的流行现状、机制和康复

新型冠状病毒感染（coronavirus disease 2019,COVID-19）,下简称“新冠”,是由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）引发的全球流行传染病。鉴于嗅觉障碍是其主要神经症状,明确相关流行现状、机制和康复对促进公共健康非常重要。文献报道的新冠相关嗅觉障碍的发生率存在差异,与评估工具、人群以及变异毒株3个因素有关。其中,不同毒株之间嗅觉障碍发生率的差异可能源于刺突糖蛋白和侵入方式的变异。在外周嗅觉系统,SARS-CoV-2主要引发嗅裂炎症、支持细胞死亡和宿主免疫反应,而关于SARS-CoV-2入侵中枢的途径和机制仍存争议。部分“长新冠”患者存在持续的嗅觉障碍,SARS-CoV-2诱发慢性炎症反应和对嗅上皮再生的破坏是其潜在的病理基础。根据嗅觉媒介假说,SARS-CoV-2可能借由嗅觉系统影响中枢功能并最终诱发神经退行性变。嗅觉训练、药物等方法可帮助新冠相关嗅觉障碍的康复。     

昆虫嗅觉通路的研究进展

昆虫的嗅觉对于昆虫具体的栖息地选择、繁殖、趋避、群集、觅食还有信息传递等有关行为具有深刻的影响。对于昆虫嗅觉通路进行深入研究,并对嗅觉信号传导有关途径方面的完整阐述,是合理探索农业害虫有关专一性防治方面的基础。     

鱼类嗅觉系统和性信息素受体的研究进展

鱼类嗅觉系统包括外部嗅觉器官、嗅神经和嗅球三个部分.嗅觉器官也称为嗅囊,由嗅上皮和髓质组成.气味物质的化学信息主要由嗅上皮上随机分布的嗅觉感受神经元感知,通过嗅神经将嗅觉信息传递到嗅球,嗅球在空间上有不同的功能分区,嗅觉信息经过嗅球各分区整合后分别传入端脑,发挥其生理功能.性信息素在鱼类生殖过程中的作用是通过嗅觉系统来完成的,其中嗅觉感受神经元上的性信息素受体起着重要作用.鱼类性信息素受体的研究主要从两个方面入手,一是从低浓度特异的性信息素引起嗅觉器官电生理反应或行为反应入手,寻找特异的性信息素受体;二是参照哺乳动物嗅觉受体的研究结果,从嗅觉受体基因遗传保守性入手,研究鱼类性信息素受体的结构与功能.     

动物的嗅觉

嗅觉是动物的感觉机能之一。本文阐述了从低等到高等的不同类群的动物嗅觉感受器的结构以及嗅觉功能的进化。     

蚊虫嗅觉识别的神经机制

蚊虫主要依赖嗅觉系统与外界环境进行化学信息交流。蚊虫通过嗅觉感受系统寻找食物、 配偶和产卵场所, 进而做出相应的行为反应。本文综述了近年来蚊虫嗅觉系统对气味信号神经传导机制的研究进展。蚊虫的嗅觉感器主要位于触角和下颚须, 触角上的毛形感器和锥形感器感受氨水、 乳酸、 羧酸类化合物等人体和其他动物释放的微量气味物质, 下颚须上的锥形感器则感受呼出的二氧化碳以及一些其他的挥发性物质; 蚊虫嗅觉感器内部有受体神经细胞, 其上分布有嗅觉受体蛋白, 蚊虫对外界环境的化学感受就是通过气味物质与这些受体蛋白互作而得以实现; 根据对不同气味物质的反应谱差异, 嗅觉神经细胞被分为不同的功能类型; 来自嗅觉神经细胞的神经信号进一步从外周传导至中枢神经中脑触角叶内的神经小球, 在此对信息进行初步的处理, 通过评估嗅觉神经细胞的反应和触角叶内的神经小球相应被激活的区域, 不同小球被分别命名; 最后, 神经信号继续整合, 由投射神经传向前脑, 最终引发一系列昆虫行为反应。这些研究从理论上剖析了气味信号在蚊虫嗅觉系统中的神经转导通路, 对于我们深刻理解蚊虫的嗅觉系统具有重要意义, 同时也有助于进一步理解其他昆虫甚至人类的气味识别机制及进行更深层次神经科学的探索。     

嗅觉的分子生物学基础

嗅觉是动物对挥发性物质的感觉过程。嗅质分子、嗅质结合蛋白以及嗅质受体是完成嗅觉感受最初阶段的3个要素。嗅质分子一般为小分子挥发性物质,需要先与嗅质结合蛋白结合以助溶,再与受体结合,通过与视觉类似的过程在嗅觉神经元中引起电信号：该电信号传至中枢神经系统,产生嗅觉。嗅质受体编码基因数目庞大,其假基因化程度与物种生存对嗅觉的依赖程度存在一定关系。