我国科学家在嗅觉受体研究领域取得重大突破 为代谢疾病治疗提供新靶点

长期以来,嗅觉受体在医学研究中的地位相对边缘。

作为G蛋白偶联受体的重要分支,嗅觉受体约占该受体家族的一半,却鲜有临床应用药物。

相比之下,其他类型的G蛋白偶联受体已成为约三分之一上市药物的直接作用靶点,这一巨大的应用空白长期困扰着科研工作者。

传统认知将嗅觉受体的功能局限于感知环境中的挥发性气味分子,其在代谢调控中的潜力一直未被充分挖掘。

山东大学的这两项研究打破了这一认识局限。

研究团队通过创新的"ARIG"技术,首次鉴定了嗅觉受体Or5v1/Olfr110为内源性氧化脂质12(S)-HEPE的高亲和力受体。

这一发现具有重要意义:与传统嗅觉受体以低亲和力识别环境气味分子不同,该受体能以纳摩尔级的高效率被内源性脂质激活,这表明嗅觉受体具有远超既往认知的生物学功能。

临床数据进一步支撑了这一发现的医学价值。

研究人员对临床队列的分析显示,12(S)-HEPE与体质量指数呈现显著负相关,提示该分子与肥胖症的发生发展存在重要关联。

在分子机制层面,研究阐明了12(S)-HEPE通过激活Olfr110,进而触发Gs-PKA-pATF2-Cpt1α信号通路,最终促进肝脏脂肪酸氧化、改善血糖稳态并减轻肥胖的完整过程。

更为关键的是,研究团队开发的靶向小分子激动剂HOR1-C59在动物模型中产生了依赖于Olfr110的代谢改善效应,这是首次用人工设计的特异性小分子验证嗅觉受体作为药物靶点的可行性。

第二项研究则从结构生物学角度深化了对嗅觉受体功能的理解。

研究人员筛选到源自草本植物佩兰的天然不饱和脂肪酸PL45,能有效激活小鼠Olfr110。

通过冷冻电镜技术,研究团队解析了PL45与Olfr110及其下游信号蛋白Gs形成的复合物三维结构,发现Olfr110具有独特的超大配体结合口袋。

进一步研究表明,II类气味受体OR5家族的其他成员也具有类似的结构特征,采用"小极性口袋加大疏水口袋"的双口袋设计,分别负责识别脂肪酸配体的极性末端与疏水脂肪链。

这一发现首次揭示了II类气味受体识别疏水气味分子的分子机制,为理解脊椎动物从水生到陆生演化过程中嗅觉系统的功能适应提供了重要理论依据。

这两项研究的联合发表具有重要的科学和临床意义。

它们系统证明了嗅觉受体Or5v1/Olfr110具有"双重身份":在鼻腔中作为嗅觉感受器识别植物气味分子,在肝脏等代谢器官中作为代谢调控因子响应内源性脂质信号。

这种多功能性的发现,打破了嗅觉受体功能单一的传统观念,为开发针对代谢疾病的新型治疗药物奠定了坚实基础。

值得注意的是,这项研究成果并非孤立的。

于晓教授团队前期已发现胰岛中异位表达的嗅觉受体OLFR109可识别变性胰岛素,通过调控胰岛驻留巨噬细胞的功能影响糖尿病进程。

新发表的两项研究可视为这一系列工作的重要延伸和深化,进一步证实了嗅觉受体在代谢调控中的广泛作用。

从识别一缕气味到调控一项代谢,这项成果所揭示的,是生命系统“感知—信号—稳态”之间更深层的连接。

把嗅觉受体这类“大家族、强潜力、少开发”的资源纳入代谢疾病研究版图,不仅有助于打开药物靶点的新空间,也提醒人们:基础研究的边界一旦被推进,临床转化的路径就可能随之被重新书写。