口中的苦味通常是疾病的癥狀或副作用，這可能是身體對病原體反應(yīng)的結(jié)果。莫內(nèi)爾化學(xué)感知中心準(zhǔn)會員王宏博士及其同事在《iScience》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究揭示了味覺和免疫功能之間復(fù)雜相互作用的機(jī)制。
他們的工作還強(qiáng)調(diào)了測序工具在研究影響味覺細(xì)胞基因表達(dá)的表觀遺傳機(jī)制方面的潛力。表觀遺傳學(xué)是研究基因如何以及何時表達(dá)，而不是改變遺傳密碼本身。
除了令人不愉快之外，口腔中或食物中的苦味還會導(dǎo)致食欲不振，這種影響與從普通感冒到癌癥等疾病有關(guān)。苦味還會影響患者服用某些藥物的意愿，尤其是當(dāng)他們還是年幼的孩子時。苦味受體由 Tas2r 基因編碼，這也為口腔和腸道中的細(xì)菌和寄生蟲提供了重要的防御。然而，這個過程還沒有被很好地理解。
在這項(xiàng)研究中，研究小組探索了誘導(dǎo)炎癥如何影響這些味覺受體的基因調(diào)節(jié)。他們使用脂多糖(LPS)(一種誘導(dǎo)炎癥的化合物，類似于細(xì)菌感染引起的炎癥)，發(fā)現(xiàn)小鼠對苦味表現(xiàn)出明顯的厭惡感。研究小組利用神經(jīng)記錄實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種厭惡源于小鼠的味蕾，而不是大腦。
王說：“我們的研究有非常明確的數(shù)據(jù)表明，這實(shí)際上是外周水平的變化，而不是大腦深處的變化。”他證實(shí)味覺細(xì)胞中的基因控制著這種類型炎癥的苦味扭曲。
這一發(fā)現(xiàn)對于研究疾病的行為方面(例如食欲不振)具有有趣的臨床意義。當(dāng)人們生病時，他們常常不想吃飯。正如其他研究指出的那樣，這甚至?xí)绊懭祟悓鞘称返南矏?。小鼠在生病期間對甜味的偏好也會降低，強(qiáng)迫攝入糖會使它們病情加重。這些結(jié)果可能表明具有生物學(xué)或進(jìn)化基礎(chǔ)的保護(hù)行為。
為了研究苦味反應(yīng)的潛在基因表達(dá)機(jī)制，研究小組使用了多種分析方法。實(shí)時定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng) (qRT-PCR) 顯示，大多數(shù) Tas2r 味覺受體基因的反應(yīng)顯著增加，在患病期間的三到五天內(nèi)基因表達(dá)達(dá)到峰值。
研究人員還使用轉(zhuǎn)座酶可及染色質(zhì)單細(xì)胞測序分析 (scATAC-seq) 來探索 Tas2r 基因響應(yīng) LPS 的表達(dá)，這是該方法研究味覺受體基因表達(dá)的首次報道實(shí)例。LPS 顯著增加了許多 Tas2r 基因的可及性，表明該實(shí)驗(yàn)中的苦味扭曲是由表觀遺傳機(jī)制引起的，類似于致病細(xì)菌影響這些基因的方式。
最后，研究表明，脂多糖誘導(dǎo)的炎癥全面影響味覺干細(xì)胞的基因表達(dá)，表明細(xì)胞基因組的“重塑”。這可能會留下表觀遺傳記憶，使細(xì)胞能夠更快地對未來的感染作出反應(yīng)，但也可能對味覺反應(yīng)產(chǎn)生長期影響。這一發(fā)現(xiàn)揭示了為什么癌癥治療和某些慢性疾病會導(dǎo)致口腔中揮之不去的苦味或改變某些食物的 味覺。
味覺受體的這種多樣化反應(yīng)對于研究如何為藥物和其他食用健康和保健產(chǎn)品制造更有效的苦味阻滯劑具有潛在的意義。“苦味受體表達(dá)譜并不統(tǒng)一，”王說。“如果我們想研究針對個體味覺受體的苦味阻滯劑，我們可能需要考慮這些因素，例如它是否用于病后、生病期間，或者哪種味覺受體基因表達(dá)最顯著”。
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