舌头是如何保持味觉的

纽约州纽约市（2017年8月9日）-哥伦比亚大学欧文医学中心（CUIMC）的一项新研究揭示了特殊分子如何帮助舌头与大脑沟通以识别正确的味觉。利用这一知识，科学家们能够重新连接老鼠的味觉系统，将甜味刺激视为苦味，反之亦然。这一发现为我们提供了新的见解，让我们了解尽管味蕾中的细胞在快速转换，但舌头是如何保持味觉有序的。

这项研究结果发表在今天的《科学》在线版上自然．

“我们体验到的所有味道都是五种基本味道品质中的一部分或全部的组合，所以几乎没有出错的余地，”研究负责人查尔斯s。Zuker博士，生物化学、分子生物物理学和神经科学教授，CUIMC霍华德休斯医学研究所研究员，哥伦比亚大学首席研究员扎克曼研究所．“一个有机体的生存可能取决于它区分甜等诱人味道和酸、苦等令人厌恶的味道的能力。”

人类通过数千个称为味蕾的微小感觉器官感知味觉，味蕾主要位于舌头的上表面。每个味蕾包含50到100个味觉细胞，这些味觉细胞包含被称为受体的分子，这些分子可以检测出甜味、苦味、酸味、咸味或鲜味的每种类型。这些味觉细胞随后将这些信息从舌头传递到大脑。

哥伦比亚大学生物化学和分子生物物理学副教授Hojoon Lee博士说:“控制味觉的大部分大脑回路在出生时就已经固定了，除了舌头，我们的味蕾细胞——味觉受体细胞——与味觉神经元相连。”“这是一个高度动态的过程。味觉细胞每隔一到三周就会被替换，一种受体可能会被另一种受体替换。每次产生新的味觉受体细胞时，它都需要与大脑建立正确的联系。”

研究人员想知道，当味觉细胞有如此快速和随机的转换时，正确的连接是如何维持的。他们假设，当味觉感受器细胞产生时，这些细胞最有可能表达专门的分子信号，吸引味觉神经元的正确补体。

为了识别这些信号，CUIMC团队比较了味觉受体细胞的基因表达，重点是两种最不相似的类型：苦和甜。研究人员发现，这两种类型的味觉细胞在信号素的表达上差异最大，信号素是一种帮助建立神经回路的蛋白质家族。苦味受体表达大量信号素3A变体，甜味受体表达大量信号素7A变体。

为了确定这些分子是否引导味觉感受器到神经元的连接，CUIMC研究小组对两种老鼠进行了基因工程研究:一种是苦味受体表达信号素7A，这是通常由甜味受体产生的信号素7A;另一种是甜味受体被修饰为表达信号素3A，这是由苦味受体产生的信号素3A。研究人员假设，第一种模型中的苦味受体会激活甜味神经元，而第二种模型中的甜味受体会连接苦味神经元。

“这正是我们观察到的，”李博士说。“这意味着味觉感受器细胞通过向神经元提供指示性信号来决定它们自己的连通性。”

研究人员还进行了另一项实验，以确认通过切换信号量，大脑中的受体被重新连接。老鼠的苦味受体被设计成表达甜味信号素，分别被给予白水和苦味水。李博士说，与正常对照组不同，“转基因小鼠并没有避开苦味的水。”

研究人员目前正在研究酸、咸和鲜味受体的信号分子和连通性。

“味觉系统为我们提供了一个独特的机会，来探索味觉细胞和神经元之间的连接是如何连接和保存的，面对我们的感觉细胞的随机更换，”祖克博士说。“像这样一步一步的研究正在帮助我们破译我们最基本的感官之一的连接规则。”

关于：