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。

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.

期刊介绍：

Advanced Science 是 Wiley旗舰期刊 Advanced 系列中的一种完全开放获取的跨学科科学期刊，发表材料科学、物理、化学、医学、生命科学、环境科学、工程和社会科学等领域的前沿基础和应用研究。我们的使命是通过开放获取出版，使前沿创新的科学研究具有更广泛的可访问性。Wiley 的 Advanced 系列是全球公认的高影响力期刊系列，传播来自资深和青年研究人员的科学成果，帮助他们实现使命并扩大科学发现的影响力。

Advanced Science 2025年影响因子为14.1，五年平均影响因子为15.6，期刊引文指标1.74，CiteScore 为 18.1。在 2025年中国科学院院文献情报中心期刊分区表中，Advanced Science 入选综合类期刊一区TOP。