Вкусовая трансдукция начинается с распознавания вкусовых молекул специализированными рецепторами апикальной мембраны вкусовых клеток и завершается кодированием сенсорной информации в форме стимул-зависимого выброса афферентного нейротрансмиттера АТФ, стимулирующего вкусовой нерв. Этот процесс подробно изучался на уровне одиночных клеток типа II, экспрессирующих специализированные вкусовые GPCR рецепторы семейств T1 и T2. Показано, что при трансдукции вкусового сигнала синаптическая передача обеспечивается функционированием во вкусовых клетках типа II неканонического химического синапса: выброс АТФ осуществляется Са2+-независимым образом через АТФ-проницаемые ионные каналы базолатеральной мембраны. Между тем, при исследовании стимул-зависимости выброса АТФ на уровне одиночных клеток или изолированных вкусовых почек практически невозможно стимулировать только апикальную мембрану клеток. Поэтому в таких экспериментах существует вероятность неспецифических эффектов вкусовых соединений. Для исследования секреции АТФ вкусовыми клетками в условиях физиологически адекватной стимуляции нами разработан экспериментальный подход, основанный на использовании модифицированной камеры Уссинга. Камера формировалась двумя перфузируемыми отсеками, между которыми плотно зажимался и изолировался фрагмент языкового эпителия, содержащий желобоватый вкусовой сосочек. Вкусовые стимулы подавались через верхний отсек, в который была обращена наружная часть эпителия. Базальная часть вкусовых почек была обращена в нижний отсек, заполняемый люциферин-люциферазной смесью для детекции выброса АТФ. Данный подход впервые позволил в режиме реального времени наблюдать выброс АТФ вкусовыми клетками в ответ на стимуляцию вкусовыми веществами, доступными только для апикальной мембраны.
камера Уссинга, люциферин-люциферазный метод, секреция АТФ, вкусовой рецепторный эпителий
1. Taruno A., Nomura K., Kusakizako T., Ma Z., Nureki O., Foskett J.K. Taste transduction and channel synapses in taste buds. Pflugers Archiv, 2021, vol. 473. doi:https://doi.org/10.1007/s00424-020-02464-4
2. Finger T.E., Danilova V., Barrows J., Bartel D.L., Vigers A.J., Stone L., Hellekant G., Kinnamon S.C. ATP signaling is crucial for communication from taste buds to gustatory nerves. Science, 2005, vol. 310, no. 5753. doi:https://doi.org/10.1126/science.1118435
3. Romanov R.A., Rogachevskaja O.A., Bystrova M.F., Jiang P., Margolskee R.F., Kolesnikov S.S. Afferent neurotransmission mediated by hemichannels in mammalian taste cells. EMBO Journal, 2007, vol. 26, no. 3. doi:https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7601526.
4. Romanov R.A., Lasher R.S., High B. et al. Chemical synapses without synaptic vesicles: Purinergic neurotransmission through a CALHM1 channel-mitochondrial signaling complex. Science Signaling, 2018, vol. 11, no. 529. doi:https://doi.org/10.1126/scisignal.aao1815
5. Rogachevskaya O.A., Churbanov G.D., Bystrova M.F., Romanov R.A., Kolesnikov S.S. Stimulation of the extracellular Ca2+-sensing receptor by denatonium. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2011, vol. 416, no. 3-4. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2011.11.095
6. Ussing H.H., Zerahn K. Active transport of sodium as the source of electric current in the short-circuited isolated frog skin. Acta Physiologica Scandinavica, 1951, vol. 23. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1951.tb00800.x
7. Geraedts M.C., Troost F.J., De Ridder R.J., Bodelier A.G., Masclee A.A., Saris W.H. Validation of Ussing chamber technology to study satiety hormone release from human duodenal specimens. Obesity, 2012, vol. 20, no. 3. doi:https://doi.org/10.1038/oby.2011.104
8. He L., Yin Y., Li T., Huang R., Xie M., Wu Z., Wu G. Use of the Ussing chamber technique to study nutrient transport by epithelial tissues. Frontiers in Bioscience (Landmark Ed), 2013, vol. 18. doi:https://doi.org/10.2741/4178
9. Shannon I.L., Suddick, R.P., Dowd Jr. F.J. Saliva: composition and secretion. Monographs in oral science, Basel, Karger, 1974, vol. 2, no. 1. PMID: 4601379
10. Baryshnikov S.G., Rogachevskaja O.A., Kolesnikov S.S. Cacium signaling mediated by P2Y2 receptors in mouse taste cells. The Journal of Neurophysiology, 2003, vol. 90. doi:https://doi.org/10.1152/jn.00312.2003
