2010年3月25日，NIBS所罗敏敏实验室在《Neuron》杂志发表最新文章。该文首次直接比较了嗅感觉神经元与其对应的嗅球投射神经元对气味信息的表征方式，探讨了嗅球的信号处理机制。
在自然界中存在成千上万种气味分子，动物对这些气味分子有着惊人的识别能力。鼻腔中的嗅上皮内的嗅感觉神经元表达上千种气味受体，而表达同种气味受体的嗅感觉神经元投射到嗅球表面相同的嗅小球中，与特定的嗅球投射神经元僧帽/丛状细胞形成形成兴奋性突触性连接。在嗅觉系统中的一个重要而具争论性的问题是，嗅球中的投射神经元怎样编码感觉神经元向其传递的嗅觉信号。为回答这一问题，本研究小组通过在定点基因转入的小鼠中进行电生理记录和双光子成像，首次比较了和同一受体（I7）相对应的嗅感觉神经元及其突触后的僧帽/丛状细胞对气味的反应。发现I7嗅感觉神经元和I7僧帽/丛状细胞在气味浓度较低时表现出一致的气味选择性。
气味浓度增加时，I7嗅感觉神经元和僧帽/丛状细胞的气味感受域会变宽，但对醛类分子仍然具有选择性。来自不同个体的I7僧帽/丛状细胞，其气味感受域具有很高的保守性。与投射神经元不同的是，嗅球内的中间神经元，包括球周细胞和颗粒细胞，选择性都比较低。I7球周细胞的气味感受域还出现了一定程度的异质性。在气味浓度较高时，阻断嗅球内的抑制性突触传递会降低僧帽/丛状细胞的选择性。在气味浓度较低时则没有这种作用。这一研究结果显示，嗅球中投射神经元的气味选择性主要由其前一级对应的气味受体决定，而嗅球中的中间神经元通过侧向抑制的作用锐化投射神经元的调谐曲线。
博士生谭洁为本文的第一作者，文章的其他作者还有宾夕法尼亚大学的马明红博士和Agnès Savigner博士，罗敏敏博士为本文的通讯作者。此项研究由科技部863及973计划，北京市科委，中国自然科学基金及人类前沿科学计划（HFSP） 资助，在北京生命科学研究所完成。
推荐原文出处：
Neuron doi:10.1016/j.neuron.2010.02.011
Odor Information Processing by the Olfactory Bulb Analyzed in Gene-Targeted Mice
Jie Tan1, 2, Agnès Savigner3, Minghong Ma3 and Minmin Luo2, 4
1 Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
2 National Institute of Biological Sciences, Beijing 102206, China
3 Department of Neuroscience, University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, PA 19104, USA
4 School of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, China
In mammals, olfactory sensory neurons (OSNs) expressing a specific odorant receptor (OR) gene project with precise stereotypy onto mitral/tufted (M/T) cells in the main olfactory bulb (MOB). It remains challenging to understand how incoming olfactory signals are transformed into outputs of M/T cells. By recording from OSNs expressing mouse I7 receptor and their postsynaptic neurons in the bulb, we found that I7 OSNs and their corresponding M/T cells exhibit similarly selective tuning profiles at low concentrations. Increasing the concentration significantly reduces response selectivity for both OSNs and M/T cells, although the tuning curve of M/T cells remains comparatively narrow. By contrast, interneurons in the MOB are broadly tuned, and blocking GABAergic neurotransmission reduces selectivity of M/T cells at high odorant concentrations. Our results indicate that olfactory information carried by an OR is channeled to its corresponding M/T cells and support the role of lateral inhibition via interneurons in sharpening the tuning of M/T cells.
