쓴맛 수용체의 대립유전자 특이적 발현

쓴 맛의 기본 생물학. 쓴맛에 대한 인식은 독성 물질의 섭취를 방지하기 위한 메커니즘으로 진화한 것으로 생각되며, T2R이라고 하는 25개 이상의 서로 다른 쓴맛 수용체 중 하나의 리간드 활성화 결과입니다(1). 이 수용체는 단맛, 짠맛, ​​신맛, 감칠맛 및 쓴맛을 포함한 다양한 맛에 반응하는 수용체가 있는 미뢰를 포함하는 버섯 모양의 구조인 fungiform papillae라고 불리는 혀에서 발견됩니다. 이러한 쓴 리간드 중 하나의 전형적인 예는 T2R38 수용체를 활성화시키는 페닐티오카바마이드(PTC)입니다. 초기에 유형 II 미각 세포에서 확인되었지만, T2R38은 비강 상피에서도 발현되며, 침입하는 박테리아에 대한 선천적 면역 방어 반응에 참여합니다(2-6).

TAS2R38: 유전자형-표현형 연구를 위한 모델 시스템. 이전 연구에서는 TAS2R38 유전자의 세 가지 유전적 변이를 특징으로 하는 T2R38의 두 가지 주요 형태(활성 및 비활성)를 확인했습니다. 이 변이체는 3개의 아미노산 변화, 즉 49번 위치에서 프롤린(P)에서 알라닌(A)으로, 262번 위치에서 알라닌(A)에서 발린(V)으로, 296번 위치에서 발린(V)에서 이소류신(I)으로 변경됩니다. T2R38 수용체. 활성(PAV/PAV) 형태에 대해 동형접합체인 개체는 PTC, 6-n-프로필티오우라실(PROP) 및 식물 화합물 고이트린을 포함하여 티오우레아(-N-C=S) 부분을 포함하는 화합물에서 쓴맛을 감지합니다. 푸른 채소로 (7-9). 그들은 또한 특정 박테리아에 의해 신호 분자로 생성되는 화합물 종류인 아실-호모세린 락톤(AHL)에 반응하여 점액 섬모 청소를 촉진하기 위한 섬모 박동 빈도(CBF) 증가와 산화질소(NO) 생성으로 구성된 빠른 방어 반응을 유발합니다. ), 기도로 확산되어 박테리아를 죽일 수 있는 가스(4). 대조적으로, 세 가지 변종(AVI/AVI) 모두에 대해 동형 접합체인 사람들은 이러한 화합물을 쓴 것으로 인식하지 않고 소비하며 AHL에 반응하지 않는 것으로 보입니다(10). TAS2R38의 활성 및 비활성 형태의 빈도는 유럽 및 아프리카계 미국인을 포함한 많은 인종 그룹에서 거의 50:50의 균형을 이룹니다.

이형접합체 가설. 흥미롭게도 수용체의 활성 형태(AVI/PAV)에 대해 이형 접합체를 가진 개인은 매우 다양한 표현형을 나타내며 일부 사람들은 쓴 화합물에 매우 민감하고 다른 사람들은 맛을 내기 위해 고농도가 필요합니다(11). 연구자들은 미각 용의자 밀도가 이 가변성에 적어도 어떤 역할을 한다는 것을 알고 있지만

우리의 예비 미각 데이터는 반응의 범위가 수용체의 활성(PAV) 형태로부터 얼마나 많은 mRNA가 발현되는지, 대립유전자 특이적 발현(12)이라고 하는 개념과 관련이 있음을 시사합니다. 예를 들어 카페인 소비를 분석할 때 이런 경우가 있는데, 이는 활성 mRNA 발현과 강한 상관관계가 있습니다(12). 따라서 연구자들은 이형접합 개체에서 풍부한 활성 TAS2R38 mRNA가 또한 AHL(13-15)의 존재 하에서 방어 반응의 크기에서 생물학적으로 중요한 변화를 예측한다고 가정합니다. 제안된 연구는 이것이 사실인지 여부와 미각 조직(곰팡이 유두)에 mRNA가 풍부한 사람들이 그에 상응하여 비강 상피에도 높은 풍부함을 가지고 있는지 또는 조절이 조직 의존적인지 여부를 결정할 것입니다. 이를 통해 미각 테스트가 다른 조직 및 세포 유형에서 수용체 기능의 신뢰할 수 있는 표현을 제공할 수 있는지 여부를 결정할 수 있습니다. mRNA 풍부도가 핵심 요소인 것으로 밝혀지면 조사관은 높은 발현자가 시간이 지남에 따라 이 발현을 지속하는지 여부를 결정할 것입니다.

Reed 박사와 협력자들이 수행한 연구에 따르면 필라델피아의 인구에는 AVI(동형접합 미각자) 그룹의 18%, PAV(동형접합 미각자) 그룹의 17%, 일반적인 이형접합 그룹의 37%가 포함되어 있습니다. (AVI/PAV)(16). 나머지 28%는 이 연구에서 분석되지 않을 10개의 다른 덜 일반적인 유전자형에 분포되었습니다. 따라서 인구의 대다수가 이형 접합체이므로 감염과 싸우는 능력에 대한 철저한 이해가 임상적으로 중요합니다.

임상적 의의. 미국에서 가장 흔한 만성 질환 중 하나인 만성 비부비동염은 연간 35억~50억 달러의 직접적인 치료 비용을 발생시킵니다. 발병률은 1,000명당 146명이며 증가하고 있습니다(17). 우리의 이전 연구는 T2R38의 활성 형태의 두 복사본을 가진 개인은 녹농균과 같은 특정 박테리아에 대해 매우 효과적으로 방어하는 비강 상피를 가지고 있으며 수술이 필요한 심각한 만성 비부비동염이 발생할 가능성이 적다는 것을 보여주었습니다. 효과적으로 자신을 방어할 수 없으며 외과적 개입이 필요한 심각한 만성 비부비동염으로 발전할 가능성이 더 높습니다. 만성 비부비동염의 치료에는 여러 차례의 항생제와 종종 기능적 내시경 부비동 수술(FESS)을 통한 외과적 관리가 포함되기 때문에 이 연구는 항생제 관리, 수술 이환율 및 사망률, 의료비 지출에 중요한 의미가 있습니다.