Восприятие кислого вкуса: как SNAP25 обеспечивает передачу вкусовых сигналов и поддерживает жизнеспособность сенсорных клеток

от

Язык содержит многочисленные вкусовые рецепторы — крошечные сенсорные органы, отвечающие за распознавание вкуса. Вкусовые рецепторы состоят из специализированных клеток, которые переводят химические стимулы в нервные сигналы.

Среди них клетки II типа, которые реагируют на сладкое, умами и горькое, используют передачу сигналов на основе каналов. В то же время клетки III типа, как полагают, опосредуют передачу сигналов кислого вкуса через высвобождение синаптических везикул.

В то время как механизмы передачи сигналов клетками II типа хорошо изучены, процесс везикулярной синаптической передачи в клетках III типа изучен недостаточно.

Роль SNAP25 в передаче сигналов кислого вкуса

Передача синаптических сигналов зависит от комплекса SNARE — группы белков, которые опосредуют слияние везикул. Белок, ассоциированный с синаптосомой 25 (SNAP25), ключевой компонент этого комплекса, необходим для слияния синаптических везикул в нейронах. В языке SNAP25 обнаружен исключительно в клетках III типа.

Какую роль играет SNAP25 в передаче сигналов кислого вкуса? Как он способствует высвобождению синаптических везикул в клетках III типа?

Группа исследователей под руководством профессора Рюсукэ Ёсиды и доцента Кэнго Хорэя из отдела физиологии полости рта Университета Окаямы, Япония, в новом исследовании, опубликованном в The Journal of Physiology, ответила на эти вопросы.

Модель исследования

Команда разработала модель на мышах, у которых ген Snap25 был выборочно удалён из эпителиальных вкусовых клеток. Эти условные нокаутные мыши (cKO) выжили во взрослом возрасте, но со значительной потерей клеток III типа как в грибовидных, так и в желобоватых сосочках — двух основных областях вкусовых рецепторов на языке. В то же время клетки II типа остались незатронутыми.

Чтобы выяснить, связано ли это сокращение с нарушением рождения клеток или дегенерацией, исследователи использовали метод «EdU-трекинга» для маркировки вновь образованных клеток III типа. Они обнаружили, что клетки III типа генерировались нормально, но их количество резко сократилось в течение 14 дней, что указывает на дефект в долгосрочном поддержании клеток, а не на их пополнение.

Электрофизиологические записи нерва chorda tympani показали, что у мышей с дефицитом Snap25 резко снижены реакции на вещества с кислым вкусом, такие как соляная кислота и лимонная кислота. Реакции на сладкое, солёное, горькое и умами не были затронуты, что указывает на то, что наблюдаемый дефицит специфичен для кислого вкуса.

«Наши результаты показывают, что SNAP25 выполняет двойную функцию во вкусовой системе», — говорит профессор Ёсида. «SNAP25 не только помогает этим клеткам передавать сигналы кислого вкуса в мозг, но и имеет решающее значение для выживания самих клеток III типа. Без SNAP25 клетки в конечном итоге исчезают, и без них способность правильно определять кислотность также теряется».

Влияние на поведение

Чтобы изучить, как SNAP25 влияет на поведение, исследователи использовали краткосрочный тест на облизывание. Нормальные мыши избегали кислых растворов, но мыши Snap25 cKO проявляли меньшее отвращение. Тем не менее некоторое избегание сохранялось, что позволяет предположить, что могут быть задействованы другие пути.

Для изучения этого команда создала мышей с двойным KO — с отсутствием обоих аллелей гена Snap25 в клетках III типа и переходного рецепторного потенциала ваниллоидного типа 1 (Trpv1), протон-чувствительного канала в соматосенсорных тригеминальных нейронах. Мыши с двойным KO показали гораздо большую склонность к облизыванию кислых веществ — почти полное исчезновение отвращения к кислому.

Эти данные указывают на наличие двух систем обнаружения: одной вкусовой, через клетки III типа и SNAP25-опосредованные синапсы, и одной соматосенсорной, через TRPV1-экспрессирующие тригеминальные волокна.

Интересно, что даже эти мыши с двойным KO сохранили некоторый ответ на высокие концентрации кислоты, что намекает на существование дополнительных механизмов обнаружения кислого вкуса. Это могут быть эволюционные избыточности, которые обеспечивают обнаружение вредных кислотных веществ даже в случае сбоя одного из путей восприятия вкуса.

Результаты этого исследования показывают, как восприятие кислого вкуса отличается от других вкусов, уникальным образом завися от нейронных везикулярных синапсов. Исследование подтверждает, что периферические сенсорные клетки могут использовать классические синаптические механизмы не только для передачи информации, но и для поддержания долговечности клеток.

«Тот факт, что SNAP25 необходим не только для высвобождения нейромедиаторов, но и для долголетия клеток, реагирующих на кислый вкус, намекает на более широкую роль синаптических белков в поддержании целостности сенсорного эпителия», — заключает профессор Ёсида.

Предоставлено
[Okayama University](https://phys.org/partners/okayama-university/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте