Найден новый подтип вкусовых рецепторных клеток

Ученые из США обнаружили новый подтип вкусовых рецепторов, который реагирует на горький, сладкий, умами и кислый вкусы, то есть сочетают в себе функции двух известных типов вкусовых клеток. «Выключение» этих клеток влияет на поведение модельных мышей: они одинаково реагируют на чистую воду и вкусовые стимулы.

Схема передачи сигнала вкусовыми клетками типов II и III.

Credit: Debarghya Dutta Banik, et al. // PLOS Genetics,  2020 | CC BY 4.0
 

По современным представлениям во вкусовых почках находятся четыре типа клеток: поддерживающие клетки (тип I), два типа вкусовых клеток (типы II и III) и базальные клетки. Считается, что тип II вкусовых клеток реагирует на горький, сладкий и умами вкусы, а тип III — на кислый и соленый. Отличаются они и по механизмам работы. Передача вкуса клетками типа II происходит в результате каскада реакций, запускаемого фосфолипазой Cβ2 (PLCβ2), которая активирует рецептор IP3R3. Вкусовые клетки типа III обладают передают сигнал через активацию потенциал-зависимого кальциевого канала (VGCC). (У клеток типа II кальциевые каналы VGCC отсутствуют.)

Исследователи под руководством Кэтрин Медлер из Университета штата Нью-Йорк в Буффало, основываясь на результатах более ранних экспериментов, предположили, что существуют вкусовые клетки, экспрессирующие VGCC и при этом реагирующие на горький стимул. Для проверки этой гипотезы в новой работе они использовали мышей с нокаутом IP3R3, то есть с выключенными вкусовыми клетками типа II.

При реакции на стимул во вкусовых клетках происходит высвобождение ионов Ca2+. Кальциевый имиджинг изолированных рецепторных клеток нокаутных мышей показал, что оставшиеся функциональные клетки реагируют на горький, сладкий и умами вкусы без участия клеток типа II. Авторы сделали вывод, что существует подтип широко реагирующих (broadly-responsive, BR) клеток типа III. Дальнейшие эксперименты показали, что к BR можно отнести 52% клеток третьего типа: такие клетки реагируют на кислый и еще как минимум один (горький, сладкий или умами) стимул.

Исследователи предположили, что в реакциях нового подтипа клеток III типа может принимать участие фосфолипаза PLCβ3. На мышах с нокаутом PLCβ3 было показано, что при отсутствии фосфолипазы BR-клетки не реагируют на горький, сладкий и умами вкусы. На этих же мышах провели поведенческие эксперименты: в отличие от мышей дикого типа, нокаутные мыши лизали растворы веществ с горьким (денатониум), сладким (подсластитель и сахароза) и умами (глутамат натрия) вкусами, не обращая внимания на концентрацию, как будто это вода. Отличия от реакции на воду наблюдались только при высоких концентрациях. С помощью иммуногистохимического окрашивания клеток ядра одиночного пути ученые определили, что нокаут PLCβ3 приводит к сниженной активности нейронов в ответ на горький, сладкий или умами стимулы.

Ученые заключают, что периферическая часть вкусовой сенсорной системы устроена гораздо сложнее, чем принять считать. Не исключено, что BR-клетки вносят существенный вклад в способность воспринимать вкус. По словам Катрин Медлер, дальнейшие эксперименты будут направлены на понимание того, как именно широко реагирующие вкусовые клетки способствуют кодированию вкуса.

Источник

Debarghya Dutta Banik, et al. // A subset of broadly responsive Type III taste cells contribute to the detection of bitter, sweet and umami stimuli. // PLOS Genetics, 2020; 16 (8): e1008925; DOI: 10.1371/journal.pgen.1008925

Пресс-релиз

Добавить в избранное