光遗传学（Optogenetics）技术以其毫秒级的时间分辨率，为神经元活动的精确控制提供了可能性。然而，该技术在实际应用中面临诸多挑战，特别是由于蓝光难以穿透生物体，导致需要依赖昂贵的专用设备，如配备光纤的蓝光源或双光子照明系统。此外，光遗传学方法的侵入性特性使其在临床实践中的推广变得困难。

相较之下，化学遗传学（Chemogenetics）中的“设计药物激活的设计受体”（DREADDs）为远程和瞬时调控细胞活动提供了有力工具，并且无需使用特殊设备。氯氮平-N-氧化物（Clozapine-N-oxide，CNO）作为DREADDs的体内激活剂，但氯氮平与多种受体的高亲和力可能会导致一系列副作用。因此，CNO在体内的药理学特性也限制了其在紧急临床应用中的潜力，如癫痫发作控制。

2024年12月31日，湖北医药学院附属太和医院的柯昌斌教授、北京天坛医院神经外科的涂文军副研究员，以及其他几位专家在《Protein Cell》期刊上共同发表了题为“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（Odorgenetic）的新方法。

该研究的关键在于果蝇气味受体35a（OR35a）与共受体Orco的结合，形成特定的配体门控阳离子通道。利用自然存在的气味分子2-戊酮（2-pentanone），该受体系统可以被激活，从而实现对生理过程和动物行为的有效调控。这种气味遗传学方法具有微创、易用和时空可控等优点，为临床治疗开辟了新的可能性。

目前，尊龙凯时与柯昌斌教授团队建立了合作，研发出一系列表达DORs的AAV病毒产品。这些产品的高效表达为研究人员提供了一种快速、可逆且微创的工具，有助于精准调控细胞活动与生理过程。

在研究中，作者设计并验证了能够通过吸入2-戊酮而激活的DORs，进而调节细胞内钙离子流入和膜去极化。为了寻找适用于临床的气味调节剂，作者筛选了多种食品添加剂中的气味分子，并通过液相色谱-质谱（LC-MS）检测其在血液中的分布。其中2-戊酮的吸入试验显示其能够快速进入血液并扩散至脑脊液，表明这种气味具有良好的时空可控性。

此外，2-戊酮不仅能够与DORs结合，还能在哺乳动物细胞中诱导钙离子的内流，影响神经元的电活动。研究结果指出，该方法可以迅速调控包括骨骼肌收缩和胰岛素释放在内的多种生理过程，展现出极大的临床应用潜力。

然而，DORs的临床应用仍面临一些挑战，包括对人体组织的生物安全性及长期效果的研究。未来的研究有望实现不同气味配体的开发，为精准医学提供新的工具。

华中科技大学同济医学院附属同济医院的吴艳琼博士为该论文的第一作者，规定进一步探索该方法在不同生理功能上的应用。此研究得到了国家自然科学基金和重点研发计划的支持，展现了在医疗与生物技术领域的创新潜力。

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