（圖說：顯微鏡下用蘇木精-伊紅染色的味蕾細(xì)胞）要搞清楚五味雜陳是什么感覺可能只需要發(fā)揮一下想象力，但要搞清楚每種味道是怎么被大腦感知，則需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)依據(jù)。來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的 Kevin Foskett 團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜莫奈爾化學(xué)感覺中心等多個(gè)機(jī)構(gòu)，揭示了大腦對(duì)甜、苦、鮮三種味道的識(shí)別通路。相關(guān)研究結(jié)果在今天發(fā)表于《自然》。

對(duì)小鼠舌頭上感受甜味、苦味及鮮味的味蕾細(xì)胞進(jìn)行研究，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)為人所熟知的細(xì)胞能量通貨三磷酸腺苷（ATP），在大腦對(duì)味覺信號(hào)的識(shí)別通路中作為神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用。團(tuán)隊(duì)最近鑒定的新離子通道蛋白鈣平衡調(diào)節(jié)蛋白1（CALHM1），具有ATP通道的功能，在釋放ATP以完成上述三種味覺傳導(dǎo)的過程中至關(guān)重要。酸味及咸味信號(hào)則通過不同的機(jī)制完成向大腦的傳導(dǎo)。

味覺細(xì)胞中的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）能與氣味分子結(jié)合，激活與之偶聯(lián)的G蛋白，引起一系列復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)。感受甜、苦、鮮味的味蕾細(xì)胞會(huì)特異表達(dá)CALHM1蛋白，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)將使CALHM1在細(xì)胞膜形成孔道，ATP從孔道釋放并改變周圍神經(jīng)元的狀態(tài)，使味覺信號(hào)傳遞至腦部相應(yīng)的味覺中樞。

利用CALHM1敲除小鼠，研究小組得以研究CALHM1缺失對(duì)小鼠味覺的影響?！斑@些小鼠都太不正常了。”Tordoff博士說，“跟人類一樣，對(duì)照組的小鼠會(huì)熱烈地舔食甜味食物，并躲開苦味的成分。而敲除CALHM1的小鼠吃甜嘗苦都像喝水一樣，根本識(shí)別不出這些味道?！?CALHM1基因缺失的小鼠對(duì)甜、苦、鮮味的感知受到嚴(yán)重?fù)p害，但對(duì)酸味和咸味的感知?jiǎng)t基本正常。

經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)，研究小組推論CALHM1是識(shí)別甜味、苦味和鮮味所不可或缺的ATP釋放通道蛋白。

通道蛋白Pannexin和Connexin與CALHM1在結(jié)構(gòu)和功能上具有相似性，此前被認(rèn)為與味覺細(xì)胞的ATP釋放過程相關(guān)。Foskett團(tuán)隊(duì)則得出相反結(jié)論。“我們的文章提供了有力的證據(jù)推翻以前的假設(shè)，這正是科學(xué)最激動(dòng)人心的地方?！?莫奈爾化學(xué)感覺中心的 Matsumato 如是說。

CALHM1在味覺傳導(dǎo)過程中的作用被揭示后，研究團(tuán)隊(duì)將研究目光移向這種通道蛋白在其他組織中的作用。CALHM1是淀粉樣肽的調(diào)節(jié)因子，與阿爾茲海默癥密切相關(guān)。這種幫助大腦品“味”的功臣蛋白還有何神通，仍尚待發(fā)現(xiàn)。

研究者的合影。從左到右依次：Dr. Zhongming Ma, Dr. J. Kevin Foskett, Dr. Akiyuki Taruno。

 

信息來(lái)源：EurekAlert!