雄烯酮嗅觉受体致敏效应的分子机制

雄烯酮（androstenone）的嗅觉缺失（anosmia）可通过致敏效应（sensitization）被逆转，但其分子机制仍然未知。最近，本课题申请人在国际上报道了在嗅觉受体传输中起关键作用的受体传输蛋白1S（RTP1S），发现在HEK293T细胞中瞬转RTP1S可促成高效的嗅觉受体功能性表达，并运用此外源表达系统成功发现了一个人类的雄烯酮嗅觉受体。本课题将以该嗅觉受体外源表达体系为基础，通过建立表达RTP1S的稳转细胞系和高通量致敏相关受体的筛选体系，重点开展雄烯酮嗅觉受体细胞表面表达与致敏效应关联的体外（细胞模型）和体内（小鼠模型）机制研究，这对于明确哺乳动物嗅觉尤其是致敏效应的分子机制具有重要理论意义，可能开拓新的学术生长点，并有望在此基础上发展一些可以广泛应用的生物技术。

哺乳动物嗅觉受体和环境中气味化合物的数量之大决定了嗅觉受体与其相对应的化合物匹配的艰辛。为开展大规模的嗅觉受体脱孤以及有效的雄烯酮等各种具有生理意义的气味化合物的筛选，本项目首先完成了表达嗅觉受体辅助蛋白RTP1S的嗅觉受体与配体高通量匹配的平台的建立，同时开展了RTP1S促进嗅觉受体功能性表达的机制研究，结果提示RTP1S通过多元化及多步骤的方式，帮助嗅觉受体克服从合成至膜上作用过程中的一系列阻碍，揭示了其在促进嗅觉受体功能性表达中的关键角色，这些结果为高通量嗅觉受体筛选平台的建立提供了理论依据，也为今后研究RTP蛋白家族在辅助G蛋白偶联受体等蛋白上膜的机制提供了新的线索。其次，得益于此平台的高通量特点，我们建立了嗅觉物质和嗅觉受体匹配预测的网站服务器和数据库，为将来大批量受体脱孤的数据产生和受体-配体匹配的预测提供了计算实力。.继上述细胞平台的建立及筛选出雄烯酮等多个化合物候选嗅觉受体之后，我们按计划构建了致敏效应的细胞模型，开展了雄烯酮嗅觉受体细胞表面表达与致敏效应的关联的研究，发现雄烯酮嗅觉受体细胞表面表达增加与致敏效应的关联。其次，基于上述结果，我们开展了致敏效应在小鼠体内的实验。我们利用文献中报道的两种可致敏的化合物，雄烯酮和异戊酸，通过使雄烯酮可致敏小鼠系NZB/B1NJ和无法致敏的小鼠系CBA/J，以及异戊酸可致敏的小鼠系C57BL/6J和无法致敏的小鼠系AKR/J，分别反复接触雄烯酮或异戊酸使前者达到致敏状态，再检测了一系列嗅觉受体mRNA在致敏前后在嗅觉上皮的表达水平，但是并未发现雄烯酮或异戊酸相应嗅觉受体或其他被检测嗅觉受体表达水平的变化。因此，我们进而开展了上述雄烯酮和异戊酸可致敏和不可致敏标本组的转录组测序，所得结果将可进一步提示这两个化合物相对应的、但未从细胞体系筛选中获得的嗅觉受体，乃至其他致敏效应相关的关键基因。上述针对雄烯酮致敏效应的一系列结果都为后续工作打下了坚实基础。.最后，在开展雄烯酮嗅觉受体的相关研究的同时，我们拓展了研究思路，运用上述嗅觉受体的表达平台同时筛选获得具有生理意义的化合物甲硫基甲硫醇的嗅觉受体，并通过体外和体内系统证明铜离子可以增强硫醇类嗅觉受体的活化，阐明了嗅觉受体与硫醇类化合物的相互作用机理。此项研究也为加深对于哺乳动物嗅觉分子机制的认识提供了重要线索。