味覺受體研究現(xiàn)狀

摘要：味覺系統(tǒng)在動(dòng)物維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定方面起到了重要的作用，甜味、鮮味、苦味的受體被認(rèn)為是G蛋白偶聯(lián)受體家族的成員T1R和T2R，而咸味和酸味的受體及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制還存在一定爭議，本文就當(dāng)前味覺的研究進(jìn)展作一綜述。

關(guān)鍵詞：味覺細(xì)胞、味覺受體、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)C

動(dòng)物的味覺負(fù)責(zé)監(jiān)控食物的安全，以避免將那些有害物質(zhì)攝入體內(nèi)。各種復(fù)雜的味覺是由酸、甜、苦、咸和鮮五種基本的味覺構(gòu)成的。最近的分子生物學(xué)研究已經(jīng)報(bào)道了5種味覺的潛在受體，大致分成兩種：G蛋白偶聯(lián)受體（G-protein coupled receptors，GPCRs）和離子通道型受體。

1 甜味、鮮味和苦味

甜、鮮和苦味的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)均由七次跨膜的GPCRs和第二信使信號級聯(lián)。甜味和鮮味化合物的味覺受體T1R，也稱作I型受體。T1R2與T1R3形成異質(zhì)二聚體T1R2+T1R3，被各種甜味劑激活，例如糖類、人工甜味劑、糖蛋白等；而鮮味則由T1R1和T1R3形成的異質(zhì)二聚體T1R1+T1R3被谷氨酸鹽（人類）和氨基酸（小鼠）激活[1]。苦味由T2R 調(diào)節(jié)，也稱作II型受體，同意以異源二聚體的形式發(fā)揮作用，目前已知人類中共有25種T2R亞型表達(dá)[2]。雖然這三種味覺由不同的GPCRs 調(diào)節(jié)，但是卻采用了共同的信號通路-磷脂酰肌醇信號通路。當(dāng)受體被激活后，胞內(nèi)Ca2+濃度升高[3]，細(xì)胞膜上的下游受體TRPM5離子通道被相繼激活，從而使味覺細(xì)胞去極化產(chǎn)生動(dòng)作電位。

近年來發(fā)現(xiàn)，T1R2+T1R3在下丘腦內(nèi)也有分布，提示這些受體可能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起到了調(diào)節(jié)糖類吸收和代謝的作用[4]。同時(shí)甜味受體還可以通過視覺、聽覺和嗅覺來調(diào)節(jié)味覺信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。Kim MJ等在2015年首次報(bào)道了五種鮮味肽（Glu-Asp， Glu-Glu， Glu-Ser， Asp-Glu-Ser， and Glu-Gly-Ser）能夠明顯減弱水楊苷（苦味物質(zhì)）引起的表達(dá)了人苦味受體hTAS2R16的細(xì)胞內(nèi)鈣內(nèi)流[5]，提示鮮味肽可能通過苦味受體來抑制苦味的傳導(dǎo)。

2 咸味

NaCl被認(rèn)為是引起咸味的主要物質(zhì)，而ENaC被認(rèn)為是咸味的受體。然而，在對NaCl的反應(yīng)中，僅有部分是對阿洛米達(dá)敏感的，該部分NaCl的反應(yīng)可由TRPV1調(diào)節(jié)。但是，TRPV1-基因敲除的小鼠仍然能夠在感受到NaCl，而且該反應(yīng)與阿洛米達(dá)存在與否無關(guān)，這一現(xiàn)象表明，味覺細(xì)胞中一定還存在其他未知的機(jī)制參與了阿洛米達(dá)不敏感的NaCl反應(yīng)[6]，而負(fù)責(zé)咸味信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的具體細(xì)胞類型目前也尚未可知[7]。

3 酸味

很多潛在細(xì)胞類型和受體都曾作為酸味受體被提出，例如酸敏感的離子通道2（acid sensing ion channels， ASIC2）、超極化激活的環(huán)腺苷酸門控離子通道 （hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated potassium channels， HCNs）[8]和H+門控的鈣通道[9]等。最近的遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，多囊性腎病樣離子通道（polycystic-kidney disease-like， PKDL）家族中的成員PKD2L1和PKD1L3選擇性地表達(dá)在某些味覺細(xì)胞上，而這些細(xì)胞是不同于介導(dǎo)甜味、咸味和苦味的TRCs的。基因敲除實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了那些表達(dá)了PKD2L1的TRCs就是味覺系統(tǒng)中酸味的感受器。

對酸的感受在很多生理過程中都具有重要意義，例如對血液中、腦脊液以及腦中CO2水平的監(jiān)測。有研究者發(fā)現(xiàn)PKD2L1選擇性地表達(dá)在一些與脊髓相聯(lián)系的神經(jīng)元中來監(jiān)測H+濃度[10]，提示，這些PKD2L1可能參與了對腦脊液和腦中PH水平的監(jiān)控。

展望

味覺在幫助動(dòng)物維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定方面起到了重要作用。然而，目前人們對于味覺受體以及味覺的信號傳導(dǎo)機(jī)制的認(rèn)識是不甚明了的。隨著味覺受體及相關(guān)離子通道在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等的發(fā)現(xiàn)，越來越多的證據(jù)提示味覺受體除了參與味覺的信息編碼外也參與了中樞神經(jīng)系統(tǒng)對物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化和代謝的調(diào)控，這為我們進(jìn)一步了解大腦的功能和治療代謝障礙類疾病提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1] C. C. Blad， C. Tang， and S. Offermanns.G protein-coupled receptors for energy metabolites as new therapeutic targets[J].Nature Reviews Drug Discovery，2012，11（8）：603-619.

[2] Meyerhof W.？Elucidation of mammalian bitter taste[J].Rev Physiol Biochem Pharmacol ，2005，154：37–72.

[3] Hisatsune C.，Yasumatsu K.，Takahashi-Iwanaga H.，et al.Abnormal taste perception in mice lacking the type 3 inositol 1，4，5-trisphosphate receptor[J].Biological Chemistry，2007，282：37225-37231.

[4] Menizibey O.Welcome，Nikos E. Mastorakis，Vladimir A.Pereverzev.Sweet？Taste？Receptor Signaling Network： Possible Implication for Cognitive Functioning[J]. Neurology Research International，2015，1（11）：1155-1168.

[5] Min Jung Kim，？Hee Jin Son，？Yiseul Kim，？et al.Umami-bitter interactions： the suppression of bitterness by umami peptides via human bitter taste receptor[J].Biochem Biophys Res Commun，2015，456 （2）： 586-90.

[6] Spector A. C.， Guagliardo N. A.， St John S. J.Implications for Salt Taste Coding in Rats[J]. Neuroscience，1996，16： 8115—8122.

[7] Stephen D. Roper，The taste of table salt[J]. European Journal of Physiology，2015，467（3）： 457-463.

[8] Stevens， D. R.， Seifert， R.， Bufe， et al. HCN channels are expressed differentially in retinal bipolar cells and concentrated at synaptic terminals[J]. Nature 2001，413：631–635.

[9] Waldmann， R.， Champigny， et al.A proton-gated cation channel involved in acid-sensing[J]. Nature 1997， 386： 173–177.

[10]Sukhamay Lahiri ，Robert E.Forster II. CO2/H+ sensing： peripheral and central chemoreception. Int. J Biochem[J]. The International Journal of Biochemistry Cell，2003，35（10）：1413-35.

編輯/馮焱