Cell | 小鼠如何分辨“是敌是友”？哈佛大学庄小威等揭示初级嗅觉系统对社会气味的感知机制
小鼠是一类高度依赖嗅觉生存的动物，闻到天敌的气息要立刻逃跑，闻到同伴的气味能识别社交信号，闻到幼崽的气味才能精准哺育。但小鼠怎么靠闻气味，立刻分清同伴、天敌，甚至认出自己的宝宝的？嗅觉细胞是怎么把不同气味分门别类传给大脑的？
2026年4月28日，哈佛大学庄小威及Catherine Dulac团队在国际顶刊《Cell》上发表研究，利用MERFISH技术绘制了小鼠近完整的嗅觉受体表达图谱。
核心发现：主嗅上皮（MOE）的嗅觉受体沿中心-外周、顶端-基底双梯度排布，精确映射到嗅球的背-腹、前-后轴。同时，社会气味和天敌气味激活的受体在空间中呈特异性分区，且母鼠对幼崽气味的嗅觉响应更敏感。
鼻子里到底有多少种嗅觉受体？
团队使用MERFISH（多重容错荧光原位杂交），在小鼠主嗅上皮（MOE） 中同时成像了近1100个嗅觉受体，覆盖了几乎全部嗅觉受体家族。
解读：MERFISH是庄小威团队开发的高通量空间转录组学技术，可以在单细胞分辨率下同时检测数千个基因的空间表达位置。本研究用它来绘制嗅觉受体的表达图谱。
结果显示，嗅觉细胞在鼻子里的排布不是随机的，而是沿着中心→外周和顶端→基底两个方向形成双梯度；这种排布方式，精准地投射到大脑的嗅球：中心→背侧、外周→腹侧、顶端→前侧、基底→后侧；投射精度达200–300微米，左右脑镜像对称。
因此，鼻子里的嗅觉受体基因按固定坐标排列，连线到大脑时也按同样坐标。
不同气味激活的是同一套嗅觉受体吗？
团队用Egr1 smFISH标记被激活的细胞（Egr1是即刻早期基因，可标记最近活跃的神经元），检测了5类气味：苯乙酮（对照气味）；猫气味（天敌）；雌性小鼠气味；雄性小鼠气味；幼崽气味。结果发现，不同气味激活的受体在空间上是分离的。
猫的气味（天敌）：集中激活鼻子外周区的细胞 → 投射到大脑嗅球的腹侧区；幼崽的气味：集中激活鼻子中央背侧区的细胞 → 投射到大脑嗅球的背侧区；同伴的气味：雄鼠气味激活的细胞最多，雌性次之。
因此，不同气味在鼻子和大脑里各有专属专区。
母性行为，伴随着嗅觉硬件的“升级”
研究者发现母鼠比未生育雌鼠多激活了11个幼崽气味受体。也就是说，当妈妈后，鼻子对宝宝气味的更灵敏了，这可能是一种母性行为在大脑层面的升级。
因此，嗅觉系统的受体数量不是固定的，它可以根据生理状态（如母性）发生变化。
全文总结
该研究以MERFISH为核心技术，构建小鼠嗅觉受体分子与空间图谱，阐明主嗅上皮双梯度排布与嗅球双轴投射的精准对应关系，并绘制天敌、社会、亲子气味的功能激活地图，揭示嗅觉系统以拓扑编码方式分类处理生存关键气味，且母性行为伴随嗅觉响应可塑性。
小编寄语：
这套嗅觉受体空间图谱，可以被其他研究者用来定位自己感兴趣的受体在MOE和嗅球中的位置；预测某种社会气味可能激活哪些受体（基于“气味-受体”关系数据库）；研究嗅觉经验如何改变受体表达谱（可塑性）；构建更精准的“气味-行为”计算模型。
因此，文章开头提到的问题：小鼠之所以能闻出天敌来了，是因为气味信息在进入大脑之前，已经被鼻子坐标系统按功能分类了，直达大脑中负责相应本能行为的核团。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.03.053
原标题：《Cell | 小鼠如何分辨“是敌是友”？哈佛大学庄小威等揭示初级嗅觉系统对社会气味的感知机制》