PNAS丨小鼠如何“闻香识虫”？张云峰团队揭示觅食行为背后的多巴胺神经编码机制

在自然界中，觅食者如何高效运用多种感官系统精准识别猎物？这不仅是构成维持生态平衡的关键环节，也蕴含着大脑如何解读外界信息、驱动行为的深层机制，同时为生态治理提供重要的理论依据和实践指引。

基于此，为探究感官系统如何介导觅食的神经机制，中国科学院动物研究所张云峰团队合作于2025年10月10日在PNAS在线发表

A midbrain-

to

- ventral-

striatum dopaminergic pathway orchestrates odor-guided insect predation in mice

研究团队以棉铃虫幼虫为作为小鼠的“猎物”，在实验室条件下模拟自然环境下的“天敌-猎物”捕食系统，发现小鼠明显偏好觅食饱食的幼虫，而非饥饿的个体。通过气相色谱-质谱分析，研究团队识别出两种关键气味分子：亚油酸（LA）与(Z)-9-二十三烯[(Z)-9-TE]。LA是一种多不饱和脂肪酸，在饱食幼虫体内含量更高，而(Z)-9-TE则在饥饿幼虫体内含量更高。行为学实验发现LA能吸引小鼠靠近，而(Z)-9-TE则会使小鼠产生回避行为，提示这两种气味分子成为小鼠判断“猎物营养价值”的嗅觉线索。进一步研究发现，LA与(Z)-9-TE在布氏田鼠与褐家鼠中能够诱发类似的行为学效应，提示两种气味分子的作用具有跨物种的保守性。

小鼠嗅觉系统非常灵敏，因此研究团队考虑小鼠的嗅觉系统是否在觅食过程中起到关键作用。结果显示，视觉因素并不影响小鼠准确识别并靠近饱食幼虫，然而，小鼠的嗅上皮被破坏后，其对饱食幼虫的偏好消失，表明小鼠的嗅觉系统，而非视觉等其他因素，在调控觅食的过程中发挥关键作用。

觅食行为的调控通常涉及众多脑区，研究团队聚焦于VTA-mOT多巴胺能通路。实验发现：抑制该通路，小鼠不再偏好LA，也不回避(Z)-9-TE；而激活该通路，小鼠甚至反过来偏好原本有趋避效应的(Z)-9-TE。这表明，VTA-mOT通路不仅参与调控气味偏好，更能“再编码”小鼠对食物气味的价值判断。

小鼠嗅结节中，主要包括两种表达多巴胺受体的神经元：D1型棘状投射神经元（D1 SPNs）与D2型棘状投射神经元（D2 SPNs）。作者通过药理学实验发现，拮抗mOT中D1受体小鼠对LA的偏好消失，对(Z)-9-TE的厌恶没有改变；拮抗mOT中D2受体，小鼠对LA的偏好没有改变，而对(Z)-9-TE产生了偏好。这提示，mOT中D1神经元调节小鼠对LA的偏好，D2神经元调节小鼠对(Z)-9-TE的厌恶。综上，VTA-mOT神经环路分别通过调控D1 和D2神经元进而调节小鼠对“猎物气味“的喜好与厌恶。

图. VTA-mOT神经环路调节小鼠觅食行为的“跷跷板”工作模式图。

这项研究揭示了小鼠如何通过气味判断猎物的营养状态，阐明了VTA-mOT多巴胺能通路是调控觅食行为的关键核心神经环路，其中D1与D2神经元分别编码“吸引”与“趋避”行为，形成类似“跷跷板”平衡的工作模式。此外，本项研究提示，LA与(Z)-9-TE作为跨物种保守的化学信号，可能在生态系统中广泛调控捕食者与猎物的关系。

中国科学院动物研究所硕士研究生王文强、赣南医科大学钟燕彪博士、王茂源博士、北京大学人民医院谭瑞义博士与首都医科大学附属北京儿童医院刘佳博士为共同第一作者。复旦大学余逸群教授、宾夕法尼亚大学Minghong Ma与中国科学院动物研究所张云峰研究员（最后通讯）为共同通讯作者。这项研究得到了多位专家的大力支持，包括中国科学院动物研究所张健旭研究员、中国科学院动物研究所王琛柱研究员与河北医科大学史海水教授。

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2514847122.

制版人： 十一

学术合作组织

（*排名不分先后）

战略合作伙伴

（*排名不分先后）

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经作者的允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

近期直播推荐

点击主页推荐活动

关注更多最新活动！