Adv Sci 封面文章〡肖樂/向偉研究揭示維生素D對嗅覺功能調控的關鍵作用及機制

維生素 D 缺乏是全球性健康問題，影響超過 10 億兒童和成 年 人【1】。 傳統觀點認為維生素 D 主要調控骨骼健康，但最新研究表明，它在中樞神經系統中同樣發揮著重要作用【2】。科研人員正在積極研究維生素 D 補充對神經和精神類疾病的潛在治療價值【3-5】，但其確切療效仍需進一步驗證。因此，闡明維生素 D 在神經系統中的作用機制具有重要意義。

近日，海南醫科大學兒科學院（海南省婦女兒童醫學中心）的肖樂教授和向偉教授 團隊 在 Advanced Science 期刊 發表了題為Vitamin D Regulates Olfactory Function via Dual Transcriptional and mTOR-Dependent Translational Control of Synaptic Proteins的研究 成果 ，該論文 被選為 封面文章。 研究 系統 地 揭示了 維生素 D 通過依賴維生素 D 受體 （ VDR ） 的轉錄和翻譯 雙重 機制，重塑簇狀細胞中的突觸結構，從而調控嗅覺功能。研究發現， 維生素 D 可 通過 mTOR 信號通路調控突觸蛋白的翻譯 過程 。 特別值得注意的是，研究人員證實 雷帕霉素 可以 通過 抑制 mTOR 介導的翻譯過程，逆轉 維生素 D 缺乏誘發的嗅覺 功能 障礙。這一 重要 發現確立了 維生素 D 作為 “ 營養 敏感型神經調節因子 ” 的 關鍵地位 ，揭示了營養攝入與突觸功能及感覺信息處理之間的分子 關聯機制 。

在具體實驗中發現，小鼠全腦中的維生素 D 受體在嗅球區域呈現高水平表達。研究人員通過給發育期至成年早期的小鼠飼喂不同劑量的維生素 D3 飼料，證實維生素 D 水平直接影響嗅覺功能：缺乏會導致氣味辨別能力下降，而補充則能提高嗅覺靈敏度。更重要的是，特異性降低嗅球組織中 VDR 的表達同樣會損害小鼠的氣味辨別能力，充分證明了維生素 D 對嗅覺功能的調控必須依賴 VDR 的參與。

通過 結合免疫組化， 熒光原位雜交 和 單 細胞核 轉錄組 測序等技術 ， 研究團隊 精確 鑒定出 VDR 主要高表達于嗅球的興奮性簇狀神經元亞群。進一步的多組學分析（包括單細胞轉錄組、空間轉錄組和蛋白質組測序）揭示，維生素 D-VDR 信號通路通過兩種主要途徑調控嗅覺神經元突觸功能：一是經典的 VDR 介導的轉錄調控影響突觸相關基因的表 達；二是 mTOR 依賴的翻譯調控，通過調節蛋白質合成重塑突觸結構 。 更為重要的是， 在維生素 D 缺乏小鼠模型中，通過雷帕霉素抑制 mTOR 信號通路能夠降低過度表達的突觸蛋白，從而改善其嗅覺缺陷。這一結果充分驗證了 VDR-mTOR 信號軸在神經功能調控中的核心作用。

該研究表明，維生素 D 不僅是骨骼健康的關鍵營養素，更是一種新型的 “ 營養依賴性神經調節因子” ，能夠將機體的外周營養狀態與中樞神經系統的突觸功能和感覺信息處理緊密聯系起來。此外，這項研究為神經發育障礙性疾病和神經退行性疾病的治療提供了新思路：無論是通過膳食優化、維生素 D 補充，還是靶向調控 mTOR 信號通路，都可能成為重要的獨立或輔助治療策略。展望未來，維生素 D 有望從傳統的“ 營養素” 向“ 神經功能調節劑” 轉變，為相關疾病的預防和治療提供新的理論基礎和實踐方向。

圖2：封面圖。設計融入中國海南自貿港特色：藍天碧海間兩個稚氣未脫的女孩正放飛紙鳶，遠處婆娑椰影點綴著熱帶風韻。風箏象征著嗅球中關鍵的簇狀神經元，隨風舞動的姿態隱喻著嗅覺神經突觸功能的精妙調控。畫面左側的小姑娘手持椰香烤魚（天然維生素D優質來源），衣袂上若隱若現的維生素D分子結構彰顯營養主題。她手中穩健控制的風箏線軸（維生素D受體），配合DNA雙螺旋結構的風箏線（VDR轉錄調控通路），共同維系著風箏的完美平衡。而右側女孩手中的風箏卻繩亂鳶斜，散亂的流蘇象征著突觸功能的失調，生動詮釋了維生素D缺乏導致的神經突觸功能紊亂。

本研究由海南醫科大學兒科學院（海南省婦女兒童醫學中心）的肖樂教授和向偉教授共同擔任通訊作者。海南醫科大學的任鵬程、曹仁賀、葉小姍和龐文彬為共同第一作者。需要特別說明的是，所有共同作者都是在海南醫科大學攻讀博士或碩士學位期間完成這項研究工作的。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202507181

肖樂教授先后在德國哥廷根大學諾貝爾獎獲得者 Erwin Neher 教授實驗室及瑞士洛桑聯邦理工大學攻讀學位， 主要從事神經突觸發育機制研究 。回國后 ，她 專注 于 突觸 異常 在兒童神經發育障礙性疾病（如 注意缺陷 多動 障礙 ，孤獨癥 譜系障礙 和特定學習障礙等） 發病中的 作用機制研究，積極探索潛在的治療靶點。實驗室熱忱歡迎具有相關研究背景的優秀人才申請碩士、博士研究生及博士后職位。

制版人：十一

參考文獻

[1] HOLICK M F. The vitamin D deficiency pandemic: Approaches for diagnosis, treatment and prevention [J].Reviews in endocrine and metabolic disorders, 2017, 18: 153-65.

[2] GROVES N J, MCGRATH J J, BURNE T H. Vitamin D as a neurosteroid affecting the developing and adult brain [J].Annual review of nutrition, 2014, 34(1): 117-41.

[ 3 ] KEMéNY L V, ROBINSON K C, HERMANN A L, et al. Vitamin D deficiency exacerbates UV/endorphin and opioid addiction [J].Science advances, 2021, 7(24): eabe4577.

[ 4 ] KONG Y, ZHANG X, LI L, et al. Microglia ‐ Derived Vitamin D Binding Protein Mediates Synaptic Damage and Induces Depression by Binding to the Neuronal Receptor Megalin [J].Advanced Science, 2025: 2410273.

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