Or2j3,即人类嗅觉受体基因OR2J3,是位于人类第6号染色体上的一个基因。该基因编码的蛋白质是一种G蛋白偶联受体(GPCR),属于嗅觉受体家族。这些受体在嗅觉上皮中高度表达,负责识别和响应不同的气味分子。Or2j3所编码的嗅觉受体能够识别一种特定的气味化合物——顺-3-己烯-1-醇,这种化合物通常被描述为“青草味”或“割草的气味”。研究表明,个体对顺-3-己烯-1-醇的感知能力存在差异,这种差异与Or2j3基因中的单核苷酸多态性(SNPs)有关[1]。
在一项研究中,研究者对25个嗅觉受体基因的编码区进行了测序,并检测了这些基因变异与顺-3-己烯-1-醇检测阈值之间的关联性。他们发现,Or2j3基因中的rs28757581 SNP与对顺-3-己烯-1-醇的感知能力有显著关联。此外,体外实验表明,Or2j3中的两个氨基酸替换(T113A和R226Q)会削弱该受体对顺-3-己烯-1-醇的响应能力,同时存在这两个替换的Or2j3基因型可以解释个体间对顺-3-己烯-1-醇感知能力差异的26.4%。这些发现提示,Or2j3基因的遗传变异可能影响个体对特定气味的感知能力[1]。
在另一项研究中,研究者对1000名汉族人群的10种气味的感知能力进行了全基因组扫描,并在一个由364人组成的多样化人群中验证了6种气味的感知能力。结果显示,Or2j3基因与顺-3-己烯-1-醇的感知能力存在显著关联,这与之前的研究结果一致。此外,研究者还发现了一个与人体腋下气味成分——反-3-甲基-2-己烯酸相关的SNP,以及一个与麝香成分——Galaxolide相关的两个连锁SNP,这些发现为理解嗅觉编码的机制提供了新的线索[2]。
在另一项研究中,研究者利用质谱技术分析了人类嗅觉受体的肽谱。他们发现,尽管许多嗅觉受体基因在基因水平上有表达,但在蛋白质水平上的表达却很少。Or2j3是少数几个在蛋白质水平上有证据支持的嗅觉受体基因之一。研究者指出,Or2j3的跨膜结构域限制了质谱检测,因为这些区域的疏水性限制了蛋白酶的切割。因此,他们提出了一种新的分析策略,专注于嗅觉受体的亲水性区域,以增加检测的可行性[3]。
在一项关于帕金森病(PD)的研究中,研究者利用转录组学方法分析了PD患者额叶皮层中的基因表达变化。他们发现,Or2j3基因在PD患者中的表达下调。此外,研究者还发现,除了Or2j3之外,其他一些嗅觉受体基因和味觉受体基因在PD患者中也发生了表达改变。这些发现表明,嗅觉受体和味觉受体在PD患者的脑皮层中可能具有新的生理功能,并且这些基因的表达变化可能与PD的发生和进展有关[4]。
在一项关于肠道内分泌细胞的研究中,研究者评估了Or2j3在人类胰腺内分泌细胞系QGP-1中的表达。他们发现,Or2j3的特异性激动剂helional能够诱导QGP-1细胞内钙离子水平短暂下降,并刺激血清素的释放。这些发现表明,Or2j3可能在肠道内分泌细胞中发挥作用,并参与调节肠道生理功能[5]。
综上所述,Or2j3基因编码的嗅觉受体在气味感知和肠道生理功能中发挥重要作用。Or2j3基因的遗传变异可能影响个体对特定气味的感知能力。此外,Or2j3的表达改变与帕金森病的发生和进展有关。未来需要进一步研究Or2j3的功能和调控机制,以及其在疾病发生和发展中的作用。
参考文献:
1. McRae, Jeremy F, Mainland, Joel D, Jaeger, Sara R, Matsunami, Hiroaki, Newcomb, Richard D. 2012. Genetic variation in the odorant receptor OR2J3 is associated with the ability to detect the "grassy" smelling odor, cis-3-hexen-1-ol. In Chemical senses, 37, 585-93. doi:10.1093/chemse/bjs049. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22714804/
2. Li, Bingjie, Kamarck, Marissa L, Peng, Qianqian, Mainland, Joel D, Wang, Sijia. 2022. From musk to body odor: Decoding olfaction through genetic variation. In PLoS genetics, 18, e1009564. doi:10.1371/journal.pgen.1009564. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35113854/
3. Adhikari, Subash, Sharma, Samridhi, Ahn, Seong Beom, Baker, Mark S. 2019. In Silico Peptide Repertoire of Human Olfactory Receptor Proteomes on High-Stringency Mass Spectrometry. In Journal of proteome research, 18, 4117-4123. doi:10.1021/acs.jproteome.8b00494. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31046287/
4. Garcia-Esparcia, Paula, Schlüter, Agatha, Carmona, Margarita, Pujol, Aurora, Ferrer, Isidre. . Functional genomics reveals dysregulation of cortical olfactory receptors in Parkinson disease: novel putative chemoreceptors in the human brain. In Journal of neuropathology and experimental neurology, 72, 524-39. doi:10.1097/NEN.0b013e318294fd76. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23656994/
5. Kalbe, Benjamin, Schlimm, Marian, Mohrhardt, Julia, Hatt, Hanns, Osterloh, Sabrina. 2016. Helional induces Ca2+ decrease and serotonin secretion of QGP-1 cells via a PKG-mediated pathway. In Journal of molecular endocrinology, 57, 201-10. doi:10.1530/JME-16-0063. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27553203/