Найден новый подтип вкусовых рецепторных клеток

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.