Adv Sci 封面文章〡肖乐/向伟研究揭示维生素D对嗅觉功能调控的关键作用及机制

维生素 D 缺乏是全球性健康问题，影响超过 10 亿儿童和成 年 人【1】。 传统观点认为维生素 D 主要调控骨骼健康，但最新研究表明，它在中枢神经系统中同样发挥着重要作用【2】。科研人员正在积极研究维生素 D 补充对神经和精神类疾病的潜在治疗价值【3-5】，但其确切疗效仍需进一步验证。因此，阐明维生素 D 在神经系统中的作用机制具有重要意义。

近日，海南医科大学儿科学院（海南省妇女儿童医学中心）的肖乐教授和向伟教授 团队 在 Advanced Science 期刊 发表了题为Vitamin D Regulates Olfactory Function via Dual Transcriptional and mTOR-Dependent Translational Control of Synaptic Proteins的研究 成果 ，该论文 被选为 封面文章。 研究 系统 地 揭示了 维生素 D 通过依赖维生素 D 受体 （ VDR ） 的转录和翻译 双重 机制，重塑簇状细胞中的突触结构，从而调控嗅觉功能。研究发现， 维生素 D 可 通过 mTOR 信号通路调控突触蛋白的翻译 过程 。 特别值得注意的是，研究人员证实 雷帕霉素 可以 通过 抑制 mTOR 介导的翻译过程，逆转 维生素 D 缺乏诱发的嗅觉 功能 障碍。这一 重要 发现确立了 维生素 D 作为 “ 营养 敏感型神经调节因子 ” 的 关键地位 ，揭示了营养摄入与突触功能及感觉信息处理之间的分子 关联机制 。

在具体实验中发现，小鼠全脑中的维生素 D 受体在嗅球区域呈现高水平表达。研究人员通过给发育期至成年早期的小鼠饲喂不同剂量的维生素 D3 饲料，证实维生素 D 水平直接影响嗅觉功能：缺乏会导致气味辨别能力下降，而补充则能提高嗅觉灵敏度。更重要的是，特异性降低嗅球组织中 VDR 的表达同样会损害小鼠的气味辨别能力，充分证明了维生素 D 对嗅觉功能的调控必须依赖 VDR 的参与。

通过 结合免疫组化， 荧光原位杂交 和 单 细胞核 转录组 测序等技术 ， 研究团队 精确 鉴定出 VDR 主要高表达于嗅球的兴奋性簇状神经元亚群。进一步的多组学分析（包括单细胞转录组、空间转录组和蛋白质组测序）揭示，维生素 D-VDR 信号通路通过两种主要途径调控嗅觉神经元突触功能：一是经典的 VDR 介导的转录调控影响突触相关基因的表 达；二是 mTOR 依赖的翻译调控，通过调节蛋白质合成重塑突触结构 。 更为重要的是， 在维生素 D 缺乏小鼠模型中，通过雷帕霉素抑制 mTOR 信号通路能够降低过度表达的突触蛋白，从而改善其嗅觉缺陷。这一结果充分验证了 VDR-mTOR 信号轴在神经功能调控中的核心作用。

该研究表明，维生素 D 不仅是骨骼健康的关键营养素，更是一种新型的 “ 营养依赖性神经调节因子” ，能够将机体的外周营养状态与中枢神经系统的突触功能和感觉信息处理紧密联系起来。此外，这项研究为神经发育障碍性疾病和神经退行性疾病的治疗提供了新思路：无论是通过膳食优化、维生素 D 补充，还是靶向调控 mTOR 信号通路，都可能成为重要的独立或辅助治疗策略。展望未来，维生素 D 有望从传统的“ 营养素” 向“ 神经功能调节剂” 转变，为相关疾病的预防和治疗提供新的理论基础和实践方向。

图2：封面图。设计融入中国海南自贸港特色：蓝天碧海间两个稚气未脱的女孩正放飞纸鸢，远处婆娑椰影点缀着热带风韵。风筝象征着嗅球中关键的簇状神经元，随风舞动的姿态隐喻着嗅觉神经突触功能的精妙调控。画面左侧的小姑娘手持椰香烤鱼（天然维生素D优质来源），衣袂上若隐若现的维生素D分子结构彰显营养主题。她手中稳健控制的风筝线轴（维生素D受体），配合DNA双螺旋结构的风筝线（VDR转录调控通路），共同维系着风筝的完美平衡。而右侧女孩手中的风筝却绳乱鸢斜，散乱的流苏象征着突触功能的失调，生动诠释了维生素D缺乏导致的神经突触功能紊乱。

本研究由海南医科大学儿科学院（海南省妇女儿童医学中心）的肖乐教授和向伟教授共同担任通讯作者。海南医科大学的任鹏程、曹仁贺、叶小姗和庞文彬为共同第一作者。需要特别说明的是，所有共同作者都是在海南医科大学攻读博士或硕士学位期间完成这项研究工作的。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202507181

肖乐教授先后在德国哥廷根大学诺贝尔奖获得者 Erwin Neher 教授实验室及瑞士洛桑联邦理工大学攻读学位， 主要从事神经突触发育机制研究 。回国后 ，她 专注 于 突触 异常 在儿童神经发育障碍性疾病（如 注意缺陷 多动 障碍 ，孤独症 谱系障碍 和特定学习障碍等） 发病中的 作用机制研究，积极探索潜在的治疗靶点。实验室热忱欢迎具有相关研究背景的优秀人才申请硕士、博士研究生及博士后职位。

制版人：十一

参考文献

[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.

[ 5 ] BISCHOFF-FERRARI H A, GäNGLER S, WIECZOREK M, et al. Individual and additive effects of vitamin D, omega-3 and exercise on DNA methylation clocks of biological aging in older adults from the DO-HEALTH trial [J].Nature Aging, 2025: 1-10.

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