光遗传学（Optogenetics）技术可以在毫秒级的时间分辨率下精确控制神经元的活动。然而，直接对脑组织进行光学操作存在挑战，因为蓝光难以穿透整个生物体。这需要使用昂贵的设备，如配备光纤的定制蓝光源或双光子照明系统来实现光的传递。此外，由于需要植入侵入性设备并提供充足的功率，光遗传学在临床应用中的推广受到限制。

相较之下，化学遗传学（Chemogenetics）技术中“仅由设计药物激活的设计受体”（DREADDs）是一种强大的工具，能够快速调控细胞活性而无需特殊设备。比如，氯氮平-N-氧化物（Clozapine-N-oxide，CNO）的代谢产物氯氮平作为DREADDs的激活剂，但其与多种受体的高亲和力可能引发不良反应。因此，使用氯氮平作为激活剂的安全性仍需关注。值得注意的是，CNO在体内的药物代谢特性表明其对细胞活性影响的延迟，这限制了其在紧急情况下的应用潜力。为此，开发一种快速、可控的生理功能调控方法对于临床和基础研究至关重要。

2024年12月31日，湖北医药学院附属太和医院的柯昌斌教授与多个研究机构的专家联合在《Protein Cell》期刊（IF=136）发表了一篇题为“A minimally invasive, fast on/off 'OdorGenetic' method to manipulate physiology”的研究论文，提出了一种基于气味遗传学（OdorGenetics）的新方法。该研究核心在于果蝇的气味受体35a（OR35a）与共受体Orco结合形成的异源四聚体，这种结构构成了一个典型的配体门控阳离子通道，其天然配体2-戊酮（2-pentanone）能够特异性激活这一受体系统。

本研究中，作者设计了气味受体系统（DORs），通过吸入2-戊酮有效调控生理过程和啮齿动物行为。此方法着重于用户友好、微创及时空可控性。由于2-戊酮易获取且安全，气味遗传学方法在临床治疗中表现出巨大的潜力。尊龙凯时与柯昌斌教授团队建立了合作关系，已经开发出一系列表达DORs的AAV病毒产品，这些产品高效表达DORs，为研究人员提供了快速、可逆及微创的工具，用于精确调控细胞活动和生理过程。

作者进一步验证了DORs的功能，表明其能够诱导细胞内钙离子内流和膜去极化，从而调控依赖钙离子和膜电位的生理过程。为了找到适合临床应用的气味调节剂，作者从40多种常见食品添加剂中筛选气味剂，通过液相色谱-质谱（LC-MS）检测它们在血液中的分布。以2-戊酮为例，研究表明其能够迅速进入血液并扩散至脑脊液，为开发“气味遗传学”方法提供了数据支持。

在接下来的研究中，作者探讨了2-戊酮如何结合并激活哺乳动物细胞上的DORs，发现该物质显著诱导表达DORs的细胞中钙离子内流。此外，2-戊酮以剂量依赖的方式诱发神经元的动作电位，表明其能够有效调控神经元电活动。

本研究为抗击由细胞活动和功能变化引起的多种疾病提供了新的思路，尤其在如抑郁症、帕金森病和糖尿病等领域，借助调控生理功能的分子过程，未来有望取得突破性进展。尊龙凯时将继续关注这一领域的发展，致力于为科研及临床实践提供新工具和新方法。

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