基因Tas1r3编码的是T1R3蛋白,这是甜味受体亚单位之一,与T1R2蛋白形成异源二聚体,在味觉细胞中发挥作用,负责感知甜味。Tas1r3基因的变异与哺乳动物对甜味剂消费的种间和种内差异密切相关。此外,Tas1r3基因还参与葡萄糖代谢的调控,影响胰岛素敏感性和葡萄糖耐量。
在研究中,通过对F1代小鼠杂交的实验,发现Tas1r3基因的等位基因变异会影响对甜味剂的响应和葡萄糖代谢。例如,与含有显性Tas1r3等位基因的B6小鼠相比,含有隐性Tas1r3等位基因的129S2小鼠对甜味剂的消费和偏好都较低,且葡萄糖耐量也有所下降[1]。此外,Tas1r3基因的杂合性对行为和代谢特征没有影响,但缺乏功能性Tas1r3等位基因与甜味剂的长期摄入和偏好降低有关,并伴随血浆胰岛素和身体、肝脏、脂肪质量的减少[1]。
Tas1r3基因的变异还会影响小鼠脑干对甜味剂的响应。研究发现,Tas1r3基因的变异会影响小鼠对甜味剂的偏好,并导致脑干味觉反应的复杂时间特性。例如,对蔗糖的响应在B6/129小鼠中比在129/129小鼠中更大,但仅限于后期反应部分,这与不同的神经元和不同的时间相关[2]。此外,Tas1r3基因的变异还与NST神经元群的爆发性放电有关,其中129/129组中的爆发性放电频率与蔗糖响应大小有显著的正相关关系[2]。
除了在味觉细胞中的作用,T1R3受体蛋白还在口腔外的内分泌细胞中表达,参与葡萄糖稳态的调节。研究发现,缺乏T1R3受体蛋白的Tas1r3-/-小鼠对蔗糖的吸引力降低,对蔗糖溶液的味觉偏好减弱,并且胰岛素敏感性和葡萄糖耐量下降,这表明T1R3受体蛋白在葡萄糖稳态控制中发挥着重要作用[3]。此外,缺乏T1R3受体蛋白的小鼠在老年时对葡萄糖的清除能力下降,这提示T1R3受体蛋白在胰腺和大脑等组织中可能具有补偿性作用[3]。
此外,研究发现Tas1r3基因的变异与牙齿疾病的发生发展有关。例如,Tas1r3基因的rs307355位点与牙齿蛀牙和缺失的发生率增加有关[4]。这表明Tas1r3基因的变异可能影响个体对甜味剂的摄入,进而影响牙齿健康。
除了在味觉和葡萄糖代谢中的作用,T1R3受体蛋白还在免疫细胞中表达,并参与免疫应答的调节。研究发现,T1R3受体蛋白与mGlu2受体在人类血液白细胞中形成异源二聚体,并参与调节中性粒细胞的趋化性和T细胞的活化[5]。
综上所述,Tas1r3基因编码的T1R3蛋白在味觉感知、葡萄糖代谢和免疫应答中发挥着重要作用。Tas1r3基因的变异会影响个体对甜味剂的响应和葡萄糖代谢,并与牙齿疾病的发生发展有关。此外,T1R3受体蛋白还在免疫细胞中表达,并参与免疫应答的调节。因此,Tas1r3基因的研究对于深入理解味觉、葡萄糖代谢和免疫应答的机制具有重要意义。
参考文献:
1. Murovets, Vladimir O, Lukina, Ekaterina A, Sozontov, Egor A, Khropycheva, Raisa P, Zolotarev, Vasiliy A. 2020. Allelic variation of the Tas1r3 taste receptor gene affects sweet taste responsiveness and metabolism of glucose in F1 mouse hybrids. In PloS one, 15, e0235913. doi:10.1371/journal.pone.0235913. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32673349/
2. McCaughey, Stuart A. 2021. Variation in the gene Tas1r3 reveals complex temporal properties of mouse brainstem taste responses to sweeteners. In American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology, 321, R751-R767. doi:10.1152/ajpregu.00001.2021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34523351/
3. Murovets, Vladimir O, Bachmanov, Alexander A, Zolotarev, Vasiliy A. 2015. Impaired Glucose Metabolism in Mice Lacking the Tas1r3 Taste Receptor Gene. In PloS one, 10, e0130997. doi:10.1371/journal.pone.0130997. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26107521/
4. Chisini, L A, Costa, F D S, Horta, B L, Demarco, F F, Correa, M B. 2023. Sweet Taste Receptor Gene and Caries Trajectory in the Life Course. In Journal of dental research, 102, 422-430. doi:10.1177/00220345221138569. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36609159/
5. Ball, Lena, Bauer, Julia, Krautwurst, Dietmar. 2023. Heterodimerization of Chemoreceptors TAS1R3 and mGlu2 in Human Blood Leukocytes. In International journal of molecular sciences, 24, . doi:10.3390/ijms241612942. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37629122/