Eine kürzlich in Cell veröffentlichte Studie enthüllte, wie etwa 1.100 auf sensorischen Neuronen exprimierte Geruchsrezeptoren in streng regulierten räumlichen Positionen im Epithelgewebe der Nasenhöhle angeordnet sind. Eine weitere zur gleichen Zeit veröffentlichte Studie erstellte eine ergänzende Karte der Expression von Geruchsrezeptoren im Riechepithel und ihrer neuronalen Verbindungen zum Riechkolben des Gehirns.
Dies ist die weltweit erste räumliche Verteilungskarte von Geruchsrezeptoren. Diese Errungenschaft untergräbt die 30 Jahre alte Geruchswahrnehmung völlig und wird als Meilenstein in der Branche bezeichnet.
Durch Einzelzellsequenzierung und räumliche Transkriptomik analysierte das wissenschaftliche Forschungsteam etwa 5 Millionen Neuronen in Hunderten von Mäusen, kartierte erfolgreich die genaue Verteilung von etwa 1.100 Geruchsrezeptoren in der Nasenhöhle und deckte gleichzeitig ihre neuronalen Verbindungsmuster mit den Riechkolben des Gehirns auf.
Bisher ging man in akademischen Kreisen allgemein davon aus, dass Geruchsrezeptoren zufällig in der Nasenhöhle verteilt seien; Die neue Karte bestätigt jedoch, dass jeder Rezeptor eine feste Position einnimmt und sich in Form horizontaler Streifen vom oberen zum unteren Rand der Nasenhöhle erstreckt. Verschiedene Streifen überschneiden sich und bilden eine hochgeordnete topologische Struktur.
Die Studie ergab außerdem, dass die Gradientenverteilung der Retinsäure ein Schlüsselfaktor bei der Regulierung der Rezeptorpositionierung ist und der Entwicklungsprozess streng durch Gene gesteuert wird.
Diese Karte entspricht eins zu eins dem Verarbeitungsmodus des Riechkolbens des Gehirns, was darauf hinweist, dass die Nasenhöhle und das Gehirn derselben Entwicklungslogik folgen, wodurch das Geruchssystem, wie Sehen, Hören und Tasten, eine klare räumliche Zuordnungsbeziehung aufweist.
Diese Entdeckung stellt das traditionelle Lehrbuchmodell auf den Kopf und liefert eine zentrale theoretische Grundlage für die Stammzellreparaturbehandlung von Geruchsverlust – nur eine Stammzelltransplantation, die die gesamte Nasenhöhle abdeckt, kann die Geruchsfunktion vollständig wiederherstellen.
Derzeit fördert das Forschungsteam die Überprüfung von menschlichem Gewebe und versucht, die Entsprechung zwischen Geruchs- und Rezeptorstreifen festzustellen. Es wird erwartet, dass es in Zukunft in vielen Bereichen wie der Krankheitsdiagnose und der intelligenten Sensorik eingesetzt wird.