啮齿动物嗅觉纤毛的稳定性

《Chemical Senses》：Constancy of olfactory cilia in rodents

本研究通过荧光探针分析发现，啮齿类动物嗅神经元的纤毛形态与信号转导机制相关：使用cGMP的OSN纤毛显著较短，而使用cAMP的OSN纤毛较长，且形态差异不受年龄、性别等因素影响，揭示了结构与功能的关系。

　　

摘要

在陆地哺乳动物中，嗅觉感觉神经元（OSNs）中的气味受体及相关感觉转导机制位于纤毛内，而纤毛是气味检测中一个至关重要的细胞器。大量的嗅觉纤毛及其较长的长度为气味检测提供了广阔的感受表面。这些细胞器的稳定性对嗅觉功能至关重要，因为环境因素、年龄或疾病导致的纤毛损伤会损害气味检测能力。然而，目前尚不清楚不同类型的嗅觉神经元（OSNs）的纤毛是否存在先天的结构或功能特征，以及这些特征是否会影响气味感受场的准确性。我们使用针对纤毛的荧光探针，分析了小鼠和大鼠活体、完整的嗅觉神经元中的纤毛形态（原位）。这种无偏见的方法揭示了嗅觉上皮中嗅觉神经元纤毛长度和数量的稳定性——这些指标与动物的年龄、性别、遗传背景甚至啮齿动物种类均无关。然而，嗅觉神经元的平均纤毛长度确实会因其用于转导嗅觉刺激的环核苷酸类型而有所不同：表达非典型嗅觉受体鸟苷酸环化酶-D（使用cGMP作为第二信使）的嗅觉神经元，其纤毛长度明显短于表达典型嗅觉受体M71或I7或痕量胺相关受体TAAR3的神经元（这些受体使用cAMP作为第二信使）。这些发现表明，环核苷酸信号传导的差异与嗅觉神经元的纤毛长度有关。总体而言，这些数据为理解纤毛形态与气味转导之间的结构-功能关系奠定了基础，有助于构建高精度的化学感觉器官。