重点
β-紫罗兰酮可拮抗对含硫异味作出反应的气味受体的激活，亦即，β-紫罗兰酮可减轻含硫异味的感受 β-紫罗兰酮在感官评价中可抑制恶臭强度及其产生的不愉快感受 当将恶臭和β-紫罗兰酮分别引入不同的鼻孔时，没有观察到抑制作用 气味感觉可能通过气味受体水平的拮抗相互作用而改变
(A) OR信号转导通路蒸汽刺激实验示意图。AC，腺苷酸环化酶；ATP，三磷酸腺苷；cAMP，环磷酸腺苷；RTP1S，受体运输蛋白1短。更多细节请参见图S1A。
(B) 359种独特的人类ORs对7 ppm CH3SH和41 ppm H2S气相的响应。多重比较采用单因素方差分析（ANOVA），然后进行Dunnett检验。参见表S1。
(C)经鉴定的人类ORs的蒸气剂量反应分析。归一化发光值表示CH3SH或H2S刺激前后的信噪比。误差条表示s.e.m （n = 8）。多重比较采用单因素方差分析（ANOVA），然后进行Dunnett检验（∗p < 0.05,∗∗p < 0.01,∗∗∗p < 0.001）。
(D)系统发育树显示OR2T1、OR2T6和OR2T11的相似性。另请参见图S2。
(A)当水蒸气H2S浓度恒定在20ppm时，3种ORs对金属（CuCl2、AgNO3和ZnCl2）浓度增加的剂量响应曲线。误差条表示s.e.m （n = 3）。
(B) Cu2+螯合剂TEPA降低了ORs对7 ppm CH3SH（左）和20 ppm H2S（右）的反应。y轴表示归一化反应±s.e.m. （n = 3）。多重比较采用单因素方差分析（ANOVA），然后进行Dunnett多重比较检验（∗p < 0.05,∗∗p < 0.01,∗∗∗p < 0.001）。
图4 β-紫罗兰酮改变VSC对气味的感知
(A)利用CH3SH气体进行感官评价试验的间隔时间验证。间隔时间设定为30秒，10名受试者评估气味强度。比较检验采用非参数Friedman检验（∗p < 0.05）。另见图S1。
(B) 20名受试者评价β-ionone和Iso E Super的气味强度值。
(C) β-ionone和Iso E Super的愉悦度值。颜色与(B)中所示的每个受试者的气味强度评分相匹配。比较检验采用非参数Wilcoxon检验（∗∗p < 0.001）。
(D)感官评价试验的试验条件。
(E)评价测试结果：总气味强度、恶臭强度、愉悦度。线粗表示在混合气体中进行相同评价转换的受试者数量。白色圆圈表示每种情况下的中位数。彩色箭头表示中值。
(F) β-紫罗兰酮感知弱的受试者表现出β-紫罗兰酮的抑臭作用。蓝色、弱;紫色，在(A)中非常弱。每条线表示一个主题。比较检验采用非参数Wilcoxon检验（∗p < 0.05）。
(G)总强度、恶臭强度和愉悦度的相对等级。X轴，相对等级；Y轴，受试者人数。在每种情况下，中位数用颜色箭头表示。多重比较检验采用非参数Friedman检验（∗p < 0.05）。
(H)与β-紫罗兰酮（x轴）混合后各参数的相对等级变化与β-紫罗兰酮的总气味强度或愉悦度评分（y轴）的相关性分析。左上：恶臭强度和总气味强度；右上：恶臭强度和愉悦度；左下：总气味强度和总气味强度；右下：愉悦度和总气味强度。图的大小表示受试者的数量。采用非参数Spearman校正检验计算相关值。
鼻孔特异性刺激
图5单鼻孔感官评价
(A)人体感官评估测试中使用的单鼻孔刺激方法示意图，以及测试气味组合。另见图S1B。
(B)嗅觉刺激中恶臭来自左方向还是右方向的测试分数。受试者给出了他们感觉强烈的方向。
(C)评价试验结果显示了β-紫罗兰酮单一条件下的恶臭强度和总强度。比较检验采用非参数Wilcoxon检验。
(D)显示气味强度、恶臭强度和愉悦度的评估测试结果。中图仅为CH3SH的评价，左图为CH3SH和β-ionone混合气体的评价，右图为CH3SH和β-ionone分别对单鼻孔的刺激。每种颜色代表一个科目的分数。在每种情况下，中位数以白色圆圈表示。采用单因素方差分析（ANOVA）和Dunn多重比较检验（∗p < 0.05）对平均值进行非参数多重比较。
（E和F）比较哪一种刺激条件给出了更强或更令人愉快的分数，总/恶臭强度(E)和愉悦度(F)。
（G和H）总气味/恶臭强度(G)和愉悦度(H)的相对等级。在每种情况下，中位数以彩色箭头表示。采用非参数Friedman检验进行多项比较检验（∗p < 0.05）。
讨论
基于先前的报道，在啮齿类动物中广泛存在OSNs和ORs水平的气味混合物的拮抗相互作用，以及在人类中广泛存在的混合抑制气味，我们假设OR拮抗在气味感知中发挥重要作用。本研究表明，OR2T1和OR2T11在体外被甲硫醇激活，并被β-紫罗兰酮拮抗，这与我们的心理物理学研究结果一致，β-紫罗兰酮可以降低混合物中甲硫醇的强度和不愉快。我们的研究结果表明，特定的OR2T成员被某些VSCs激活，诱导了一种特征性的硫醇气味感觉。使用特异性酮类拮抗剂（如β-紫罗兰酮）阻断OR2T激活，可降低VSCs的气味强度和不愉快感，支持OR拮抗剂在气味感知中的突出作用。由于在异源细胞中无法功能性表达一些OR，我们不能排除其他OR也可能对所测试的气味有反应的可能性。尽管有这个警告，我们的数据支持β-紫罗兰酮拮抗ORs的模型，这些ORs有助于引起被测试的VSCs的异味感觉。
值得注意的是，由于体外OR表达较差，在体外实验中使用的气味浓度远高于自然环境。当在体外进行类似高浓度的测试时，已显示人类OR的遗传变异会改变OR的功能。ORs的功能丧失变体或功能降低与其配体的气味感觉降低有关，这表明OR激活与气味感知之间存在直接联系。OR2T家族成员在硫气味感知中的作用得到了OR2T6遗传变异的支持，OR2T6与喜欢洋葱有关，洋葱的关键香气成分是含硫挥发物。此外，OR2T家族成员的小鼠同源物是体内被含硫气味剂激活最显著的ORs之一，这支持了OR2T成员是抗VSCs最有效的ORs之一的观点。
硫气味剂与铜的结合已经在电脑中使用理论模型进行了研究，这表明残留物与气味剂相互作用（图S4）。在这里，使用AlphaFold结构模型，我们发现TM结构域5内的特定残基（CBW5.43和MBW5.39）对于OR2T1、OR2T6和OR2T11与硫化氢和铜络合的甲硫醇结合至关重要（图S4）。我们的模型与Haag等人和Vihani等人的模型一致，他们注意到TM5在铜-或络合物中的潜在重要性，特别是5.39MYxCC5.43基序，该基序在硫活化的或络合物中更为普遍。这个基序是由含硫氨基酸组成的，可以协调铜，并可能解释有多少硫特异性的ORs与硫气味剂结合。我们的对接模拟还表明，β-紫罗兰酮复合物与这些ORs发生在相同的位置，阻止了硫激动剂的有效结合。由于第一个基于低温电子显微镜的人体OR结构已经解决，未来可能会直接测试我们的模型。
与基因研究相比，使用OR拮抗剂来评估特定ORs在气味感知中的激活/失活有几个优点。首先，给定的拮抗剂可以阻断可能具有冗余功能的多个相关OR的激活。在我们的研究中，β-紫罗兰酮拮抗OR2T1和OR2T11，这两个基因被甲硫醇激活。如果这些ORs在恶臭感觉中有相似的作用，那么如果不像英国生物银行的研究那样评估大量的受试者，就很难应用遗传方法（由于每种遗传变异的效应大小有限）。其次，我们可以对同一受试者进行测试，以评估拮抗剂（和对照）对气味感知的影响，减轻由个体遗传背景和其他非遗传变异引起的非特异性影响。然而，一种特定的逆转录受体拮抗剂也可能作为其他逆转录受体的激动剂，这在区分逆转录受体拮抗剂与气味感知中枢加工的影响方面造成了潜在的劣势。与先前的出版物一致，对β-紫罗兰酮的感知在个体之间表现出显著的差异。重要的是，无论β-紫罗兰酮本身的气味强度或愉悦度如何，都可以观察到β-紫罗兰酮对甲硫醇感知的抑制作用（图4H）。我们的结果与β-紫罗兰酮的抑制作用取决于β-紫罗兰酮如何激活ORs的观点不一致。相反，我们的结果表明β-紫罗兰酮的抑制作用绕过了β-紫罗兰酮激活的ORs。至关重要的是，当气味以混合物的形式出现在一个鼻孔中时，气味阻断效果比单独出现在每个鼻孔中时更有效。这有力地支持了我们的假设，即β-紫罗兰酮通过拮抗OR2T家族成员的活性来降低甲硫醇气味强度和不愉快。
在1-丙醇和n-戊基之间的气味掩蔽中，当两种物质混合或分别同时呈现在两个鼻孔时，掩蔽效果相似，表明中央加工在气味掩蔽中起着重要作用。同样，在本研究中，龙涎酮不能有效阻断OR2T活性，但也能降低恶臭强度，尽管效果不如β-紫罗兰酮，这意味着中央处理在掩盖含硫异味方面的作用。未来的一个关键步骤是确定气味剂和中央处理在不同气味混合物中气味掩蔽中的拮抗相互作用的相对贡献。
为了进一步阐明人类嗅觉感知对VSCs的拮抗作用，如本研究所示，嗅电图（EOG）可能提供有用的数据。然而，目前尚不确定EOG是否能在有限的受试者中提供确凿的证据，因为单独使用β-紫罗兰酮可能会引起EOG增加，因此很难评估与异味混合时的变化。未来的工作需要了解拮抗剂如何减少或激活转化为OSN动作电位的变化。
最后，我们的研究强调了一种通过体外筛选ORs来识别新型除臭剂的潜在有效策略。这种策略可以避免偏差，与气味适应相关的有限吞吐量，以及在初始筛选阶段人类感官受试者的疲劳。未来的研究应该调查这种方法是否能成功地发现各种环境异味的除臭剂。
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