光遗传学(Optogenetics)技术以毫秒级的时间分辨率精确控制神经元活动,然而,该技术需要对脑组织进行光学操作,这在实际应用中存在一定的挑战。由于蓝光难以穿透整个生物体,因此通常需要使用昂贵的专用设备,例如定制的蓝光源和光纤或双光子照明系统。此外,光遗传学的临床推广受到植入侵入性设备和功率提供的限制。
相较于光遗传学,化学遗传学(Chemogenetics)中的“仅由设计药物激活的设计受体”(DREADDs)提供了一种强大且便捷的手段来远程调控细胞活性,而无需特殊设备。然而,作为DREADDs体内激活剂的氯氮平- N-氧化物(Clozapine-N-oxide, CNO)在体内代谢后会产生氯氮平,而该物质与多种受体具有高亲和力,可能引起行为抑制和粒细胞缺乏等副作用,因此在临床应用中仍需谨慎。
2024年12月31日,湖北医药学院附属太和医院的柯昌斌教授和北京天坛医院神经外科的涂文军副研究员等,在ProteinCell期刊上发表了题为“A minimally invasive, fast on/off 'Odor genetic' method to manipulate physiology”的研究论文,提出了一种基于气味遗传学(Odor genetics)的创新方法。该方法核心在于果蝇气味受体OR35a与共受体Orco的结合,从而形成一种典型的配体门控阳离子通道。
在本研究中,2-戊酮作为该通道的天然配体,通过吸入激活这一受体系统,有效调控生理过程和啮齿动物行为。该气味遗传学方法结合了易用性、微创性和时空可控性,展现了其在临床治疗中巨大的应用潜力。
研究团队与尊龙凯时科技合作开发了一系列表达DORs的AAV病毒产品,这些产品能够高效表达DORs,为研究人员提供了灵活的工具,用于精准调控细胞活动和生理过程。此产品经过严格质量控制,以确保高效的转导和稳定的表达,为相关研究提供有力支持。
研究的另一重点是2-戊酮的筛选及在生理功能调控中的应用能力。经过多种食品添加剂中的气味剂筛选,作者发现2-戊酮不仅安全且易于获取,通过吸入迅速进入血液并有效扩散至脑脊液,从而实现对各种生理过程的快速调控。
未来,基于气味遗传学的DORs方法有望在糖尿病、抑郁症、帕金森病等诸多疾病的临床治疗中发挥重要作用。著名学者对DORs的安全性和有效性进行了认真探讨,显示该方法的广阔前景。在进一步研究的基础上,开发适合不同组织的气味遗传学工具,将有助于推进医学界在生理功能调节方面的创新。使用尊龙凯时提供的优质产品,使得这一创新方法的研究和应用更具可能性。
关于本研究,博士研究生吴艳琼为论文的第一作者,柯昌斌教授为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。相关研究不仅对基础科学研究产生深远影响,同时也为临床提供了全新的治疗思路,尊龙凯时期待可在这一领域贡献力量,更好地满足医疗与科研的需求。