苦味受体的等位基因特异性表达

苦味的基础生物学。 苦味感知被认为是作为一种防止摄入有毒物质的机制进化而来的，并且是超过 25 种不同苦味受体之一的配体激活的结果，即所谓的 T2R (1)。 这些感受器存在于舌头上所谓的菌状乳突中，这种蘑菇状结构含有味蕾，感受器对各种味道做出反应，包括甜味、咸味、酸味、鲜味和苦味。 这些苦味配体之一的典型例子是苯硫脲 (PTC)，它可以激活 T2R38 受体。 虽然最初是在 II 型味觉细胞中发现的，但 T2R38 也在鼻上皮细胞中表达，它参与针对入侵细菌的先天免疫防御反应 (2-6)。

TAS2R38：基因型-表型研究的模型系统。 先前的研究已经确定了 T2R38 的两种主要形式，即活性和非活性，其特征在于 TAS2R38 基因中的三种遗传变异。 这些变体导致三个氨基酸变化，第 49 位的脯氨酸 (P) 变为丙氨酸 (A)，第 262 位的丙氨酸 (A) 变为缬氨酸 (V)，以及第 296 位的缬氨酸 (V) 变为异亮氨酸 (I) T2R38 受体。 活性 (PAV/PAV) 形式纯合的个体检测到含有硫脲 (-N-C=S) 部分的化合物的苦味，包括 PTC、6-正丙基硫氧嘧啶 (PROP) 和植物化合物甲状腺素，常见于食品中，例如如绿色蔬菜（7-9）。 它们还对酰基高丝氨酸内酯 (AHL) 作出反应，这是一类由某些细菌产生的作为信号分子的化合物，引发快速防御反应，包括增加纤毛搏动频率 (CBF) 以促进粘液纤毛清除，以及产生一氧化氮 (NO) )，一种可以扩散到呼吸道并杀死细菌的气体 (4)。 相比之下，所有三种变体 (AVI/AVI) 都是纯合子的人食用这些化合物时不会感觉到它们有苦味，而且似乎对 AHL 没有反应 (10)。 在许多人类种族群体中，TAS2R38 的活性和非活性形式的频率接近 50:50 的平衡，包括欧洲和非洲裔美国人。

杂合子假说。 有趣的是，受体活性形式 (AVI/PAV) 杂合的个体表现出高度可变的表型，一些人对苦味化合物非常敏感，而另一些人则需要高浓度才能品尝到它们 (11)。 虽然研究人员知道味觉乳头密度至少在这种变异性中起着一定的作用

，我们的初步味觉数据表明，反应范围与从受体的活性 (PAV) 形式表达多少 mRNA 有关，这一概念称为等位基因特异性表达 (12)。 例如，分析咖啡因摄入量时就是这种情况，这与活性 mRNA 表达密切相关 (12)。 因此，研究人员假设杂合子个体中活性 TAS2R38 mRNA 的丰度也预示着 AHL 存在时防御反应幅度的生物学显着变化 (13-15)。 拟议的研究将确定事实是否如此，以及那些在味觉组织（菌状乳头）中具有高 mRNA 丰度的人是否在鼻上皮细胞中也具有相应的高丰度，或者调节是否具有组织依赖性。 这将使我们能够确定味觉测试是否可以提供其他组织和细胞类型中受体功能的可靠表示。 如果 mRNA 丰度被证明是一个关键因素，研究人员将确定高表达者是否会随着时间的推移维持这种表达。

值得注意的是，里德博士及其合作者进行的一项研究发现，费城人口中有 18% 的个体属于纯合子非味觉者 (AVI) 组，17% 属于纯合子味觉者 (PAV) 组，37% 属于普通杂合子组(AVI/PAV) (16)。 其余 28% 分布在其他 10 个不太常见的基因型中，本研究将不对其进行分析。 因此，由于大多数人群是杂合子，因此彻底了解他们抵抗感染的能力在临床上很重要。

临床意义。 作为美国最常见的慢性疾病之一，慢性鼻鼻窦炎每年的直接治疗费用为 35-5 亿美元。 它的发病率为每 1,000 人中有 146 人并且还在增加 (17)。 我们之前的研究表明，具有两个活性 T2R38 拷贝的个体的鼻上皮细胞可以非常有效地抵御某些细菌，例如铜绿假单胞菌，并且不太可能发展为需要手术的严重慢性鼻窦炎，而那些具有两种非活性形式的个体不能有效地保护自己，更有可能发展为需要手术干预的严重慢性鼻窦炎。 由于慢性鼻窦炎的治疗涉及多轮抗生素治疗，并且通常通过功能性内窥镜鼻窦手术 (FESS) 进行手术治疗，因此这项研究对抗生素管理、手术发病率和死亡率以及医疗保健支出具有重要意义。