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▎药明康德内容团队编辑 说到嗅觉，人们通常会认为是鼻子和脑子的事。不过，顶尖学术期刊《自然》今日在线刊登的一篇研究论文让我们对嗅觉有了新的认识。科学家们发现，嗅觉还与肠子有着密切关系。肠道发生炎症时，会直接影响中枢神经系统，让嗅觉变得不那么灵敏。值得注意的是，这种炎症既有可能是急性肠道感染，也包括了衰老过程中积累的慢性肠道炎症——难怪年纪大了，原本诱人的食物闻着没有以前那么香了……
▲气味是影响进食的重要线索科学家们利用经典的实验动物果蝇开展了这项研究。虽然果蝇用来闻气味的器官和人类很不一样——它们没有鼻子，而是靠触角和下颚的附须搜集气味分子，但果蝇的嗅觉系统与哺乳动物有着相似的组织结构，又相对更简单，成为了研究嗅觉的一个理想模型。而且和我们一样的是，果蝇老了也会嗅觉迟钝，对喜爱的气味和讨厌的气味都变得不那么敏感。
研究人员首先查看了果蝇发生急性肠道感染时的情况。当果蝇由于感染肠道病原体而“食物中毒”，嗅觉的辨别力一时之间大为下降。他们发现，急性感染后肠道上皮细胞（enterocyte）会分泌炎症因子Upd2和Upd3。中枢神经系统中有一种胶质细胞（ensheathing glia），在接收到炎症因子发出的化学信号后，细胞内JAK/STAT信号通路被直接激活。进一步分析基因表达的结果显示，这一信号通路的激活改变了这类胶质细胞的脂质代谢，通过促进中性脂滴的积累，最终抑制了嗅觉灵敏性。结果，在急性肠道感染的情况下，吃坏肚子的动物因为暂时性嗅觉迟钝，对食物的兴趣大减，从而避免了继续吃下更多的病原体，提高生存率。除了急性肠道感染外，在衰老的情况下，慢性的肠道炎症同样引起了肠道与神经系统的跨组织信号通路交流。在这种情况下，研究人员指出，衰老的胶质细胞中的氧化应激反应增加， 这让胶质细胞的健康雪上加霜。一方面肠道产生的炎症因子促进了中性脂滴在胶质细胞中的积累，另一方面氧化应激反应造成中性脂滴被过氧化。过氧化的脂滴长期积累促使神经胶质细胞随着衰老逐渐死亡，导致老年果蝇持续性的嗅觉迟钝。
▲研究示意图（图片来源：参考资料[1])
这项研究的第一作者蔡晓宇博士总结说：“我们发现，肠道的炎症因子Upd2、Upd3 可以通过调节JAK/STAT信号通路在中枢神经系统内一种神经胶质细胞的信号传导，来影响神经胶质细胞的功能，进而影响嗅觉的敏感性。““据我们所知，这项研究首次解析了肠道影响大脑嗅觉作用的分子机制，对于我们理解大脑的嗅觉功能和动物的相关行为具有重要意义。”研究的另一位主要作者李红杰博士评论。我们人类在肠道感染和老化过程中变得嗅觉迟钝，是否受同样的机制所控制，科学家们还在继续探索。[1] Cai, X.T., Li, H., Borch Jensen, M. et al. Gut cytokines modulate olfaction through metabolic reprogramming of glia. Nature (2021). https:///10.1038/s41586-021-03756-0
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