Cell最新头条：华人学者解析新机制

　　

生物通报道：来自加州大学的研究人员发现胰岛素能提升饥饿果蝇的嗅觉神经灵敏度，这将有助于科学家们了解人类饥饿的代谢变化和神经传递。这一研究成果公布在昨天出版的Cell杂志封面上。

领导这一研究的是加州大学圣地亚哥分校生物科学部神经生物学系副教授王静（Jing Wang，音译），其研究组主要研究方向是嗅觉系统神经传递研究，具体信息见下面附文。

由于目前我们周遭环境呈现不寻常的食物充裕性，因此大部分的对于食欲的研究集中在哺乳动物大脑的一个称为下丘脑（hypothalamus）的位置，但是我们日常的经历告诉我们，嗅觉对于控制食欲具有重要的作用，比如说当我们饥饿的时候，食物散发出来的气味好似变得十分美味。

在这项研究中，研究人员就着手分析了饥饿数个小时后的果蝇的嗅觉，他们发现胰岛素整体水平，以及neuropeptide F的水平，对一个嗅觉敏感神经细胞群的敏感度的影响相同，这说明胰岛素能提升饥饿果蝇的嗅觉神经灵敏度。这一研究成果将有助于科学家们了解人类饥饿的代谢变化和神经传递。

王静研究组在嗅觉神经元研究方面获得了众多成果，他们曾分析了嗅觉神经元对气味的反应，研究成果公布在Nature杂志上。

不同气味剂分子已知能够同时激发几个不同类别的嗅觉神经元，说明存在一个组合编码。通过进行一项新的行为测定，并用最先进的方法对果蝇的特定神经元进行基因控制。研究人员发现低浓度引诱剂的吸引力完全依赖于一两个神经元中心或嗅小球。他们所采用的引诱剂为苹果醋，用来指示果蝇喜欢的食物源——腐烂的水果。在低浓度时，苹果醋触发了6个嗅小球，并对果蝇有一种强烈的自然吸引力。当6个嗅小球中的2个（DMA1和VA2）通过基因手段“关掉”时，吸引力被大大减小。嗅觉的一个共同特征是，大多数气味随着其强度增加会变得不太适宜，最终会变得讨嫌。

这项研究揭示了该现象在神经元层面上的一个可能的基础，因为较高浓度的苹果醋会激发更多的嗅小球，因而其吸引力会减小。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Presynaptic Facilitation by Neuropeptide Signaling Mediates Odor-Driven Food Search

Highlights
Starvation reshapes olfactory representation in the antennal lobe
Activation of sNPF receptors upon starvation sensitizes select sensory neurons
Insulin is a global satiety signal to suppress sNPFR1 expression
Starvation modulation of Or42b sensory neurons promotes food-search behavior

Summary
Internal physiological states influence behavioral decisions. We have investigated the underlying cellular and molecular mechanisms at the first olfactory synapse for starvation modulation of food-search behavior in Drosophila. We found that a local signal by short neuropeptide F (sNPF) and a global metabolic cue by insulin are integrated at specific odorant receptor neurons (ORNs) to modulate olfactory sensitivity. Results from two-photon calcium imaging show that starvation increases presynaptic activity via intraglomerular sNPF signaling. Expression of sNPF and its receptor (sNPFR1) in Or42b neurons is necessary for starvation-induced food-search behavior. Presynaptic facilitation in Or42b neurons is sufficient to mimic starvation-like behavior in fed flies. Furthermore, starvation elevates the transcription level of sNPFR1 but not that of sNPF, and insulin signaling suppresses sNPFR1 expression. Thus, starvation increases expression of sNPFR1 to change the odor map, resulting in more robust food-search behavior.

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