甜味偏好可塑性的味覺細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ).pdf

1、甜味偏好的可塑性，即甜味偏好及其個體差異的形成原因，一直是人類行為中最為神秘的現(xiàn)象之一，也是食品科學(xué)最基本的科學(xué)問題，目前的研究僅停留在人類行為學(xué)的觀察上，對其在細(xì)胞學(xué)層面發(fā)生的相應(yīng)變化尚未見系統(tǒng)報道，影響了對其深入地研究與理解。本研究在結(jié)合近年來味覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、味覺感知與甜味偏好的研究成果基礎(chǔ)上，提出了甜味偏好行為可塑性是以感官系統(tǒng)特別是味覺系統(tǒng)細(xì)胞可塑性為基礎(chǔ)的假設(shè)。論文以ICR小鼠為動物模型，并采用了行為學(xué)、熒光免疫組織化學(xué)、液相色

2、譜質(zhì)譜聯(lián)用與反向高效液相等多種方法與系列實驗，對早期不同階段暴露AK糖小鼠(乳期P4口腔暴露組、孕期飲食暴露組、乳期飲食暴露組)甜味偏好率的改變、舌面菌狀味蕾及細(xì)胞分布模式與α-gustducin表達模式變化之間的相互關(guān)系進行了較深入地研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1、生后早期口腔暴露AK糖顯著影響成年小鼠甜味偏好 應(yīng)用雙瓶喜好行為學(xué)測試方法，對生后第4天至21天(哺乳期)進行口腔暴露AK糖溶液的成年小鼠(P4暴露組)

3、與正常成年小鼠(對照組)對甜味偏好模式與偏好率進行了比較研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對照組小鼠對AK糖與蔗糖的偏好模式分別為“冷漠-偏好-同避”與“冷漠-偏好”，最偏好的濃度分別為13.28 mmol/L與125.00 mmol/L，偏好閾值分別為1.33 mmol/L與12.00 mmol/L；P4暴露組小鼠并不改變對AK糖與蔗糖的偏好模式和最偏好的濃度，但降低了對甜味偏好的閾值，分別為0.04 mmol/L與1.20 mmol/L，且顯著增加對

4、甜味的偏好率，分別平均增長了25.12％與30.10％。本研究首次報告了P4暴露AK糖后成年小鼠對AK糖與蔗糖偏好率的顯著增加，為以小鼠為動物模型研究甜味偏好機制提供了行為學(xué)基礎(chǔ)。 2、生后早期口腔暴露AK糖顯著影響菌狀味蕾及其細(xì)胞分布模式 應(yīng)用組織學(xué)與細(xì)胞學(xué)方法，對正常對照組小鼠的舌面菌狀味蕾發(fā)育分布模式及其區(qū)域差異進行了研究，并進一步深入研究了P4口腔暴露AK糖后對舌皿菌狀味莆分布模式的影響。 對照組小鼠出牛

5、時味蕾總數(shù)為47.00±2.24個，到第2周末時迅速增長到117.80±2.85個，隨后進入增長平臺期；出生當(dāng)天有味孔味蕾數(shù)量為10.20±0.58個，牛后前3劇迅速增長，隨后進入緩慢增長期，到第9周達117.60±2.52個，占同期總味蕾數(shù)量的92％；分部統(tǒng)計顯示，舌尖部總味蕾與有孔味蕾的密度均高于舌后部，成年對照組小鼠舌尖部味蕾數(shù)量行72.00±0.84個，而后部為55.80±0.86個。 對照組小鼠出生時味蕾高度與寬度僅分

6、別為12.52±0.33μm與18.69±0.42μm，高度在前3周增長迅速，寬度在第1周增長迅速，兩者到第5周均進入平臺期，第9周時分別達45.40土1.39μm與36.88士1.38μm；味蕾高寬比值在前3周顯著變化，從出生到成年的比值從0.69增長到1.26，表明味蕾為球形(洋蔥形)；味蕾的截面面積在生后迅速增長，第5周后進入平臺期，第9周時面積為1310.34±38.34μm<'2>。同對照組相比，P4暴露組味蕾總數(shù)在前2周沒有

7、顯著變化，但在第3-9周則顯著高于對照組，暴露前后第3周味蕾數(shù)量分別為128.00±1.87個與122.20±1.32個(P=0.035<0.05)，第9周分別為133.60±1.47個與127.80±1.07個(P=0.013<0.05)，平均增長率為4.97％。口腔暴露對有孔味蕾數(shù)量影響更加顯著，P4暴露組有孔味蕾比例在第2周就極顯著高于對照組，分別為53.92±0.50％與46.84±0.99％(P=0.00023<0.001)，

8、直至成年仍顯著高于對照組。 P4暴露組小鼠味蕾形態(tài)的顯著改變發(fā)生于成年后，第9周時P4暴露組味莆的高、寬、面積均顯著高于對照組(高：P=0.0093<0.01，寬：P=0.0144<0.05，面積：P=0.0019<0.01)，然而暴露前后味蕾的高寬比值沒有顯著變化(P>0.05)，說明盡管味蕾尺寸增大了，佃其形狀始終維持洋蔥形狀。 成年小鼠菌狀味蕾體積存在區(qū)域差異。對照組成年(第9周)小鼠舌尖部與后部單個味蕾平均體積分

9、別為24635.68±1049.88μm<'3>與32197.92±1123.18μm<'3>(P=0.00234<0.01)，后部比尖部的大近31％；單個味蕾平均細(xì)胞數(shù)量分別為31.37±1.62個與36.95±0.92個(P=0.00892<0.01)，舌后部比舌尖部多近18％； 同對照組比較，P4暴露組成年鼠舌尖部味莆體積有極顯著增長(P=0.00625<0.01)，分別為31852.42±1658.28μm<'3>與24

10、635.68±1049.88 μm<'3>，甲均增長近30％；舌后部味蕾體積也有顯著增長(P=0.01815<0.05)，分另lJ為34827.78±1062.09 μm<'3>與32197.92±1148.40μm<'3>，平均增長近15％。同樣，與對照組比較，P4暴露組舌尖部味蕾細(xì)胞數(shù)量也有極顯著增長(P=0.00195<0.01)，分別為39.90±0.96個與31.37±1.62個，平均增長近27％；舌后部味蕾細(xì)胞數(shù)景也有顯著增

11、長(P=0.03983<0.05)，分別為45.38±2.06個與36.95±0.92個，平均增長近23％；暴露后舌尖部味蕾體積與細(xì)胞數(shù)量增長要快于舌后部，因此P4暴露組的味蕾體積與細(xì)胞數(shù)量的區(qū)域差異消失了(P>0.05)。 研究表明牛后早期暴露AK糖后不儀加快和促進了味蕾的發(fā)育與成熟，而且通過味蕾細(xì)胞數(shù)量的增長促進了味蕾體積的增長。 3、生后早期口腔暴露AK糖顯著影響菌狀味蕾細(xì)胞G蛋白表達模式 應(yīng)用組織學(xué)與免疫

12、熒光組織化學(xué)方法，對正常對照組小鼠的發(fā)育過程中舌面菌狀味蕾α-gustducin表達模式及其區(qū)域差異進行了研究，并進一步深入研究了發(fā)育早期P4口腔暴露AK糖后對舌而菌狀味蕾α-gustducin表達模式的影響。 對照組小鼠從生后第1天開始有少量陽性味蕾(12.00±1.16個)，隨后在前2周快速增長，隨后進入平臺期，第9周陽性表達味蕾達105.67±2.91個，占同期味蕾總數(shù)的83％；單個味蕾內(nèi)α-gustducin陽性細(xì)胞數(shù)量

13、在前3周內(nèi)迅速增長，隨后緩慢增長，第9周時單個味j蕾含9.43±0.23個陽性表達細(xì)胞。同對照組比較，P4暴露組α-gustducin表達陽性的味蕾數(shù)最及單個味莆α-gustducin表達陽性的細(xì)胞數(shù)量在成年后有顯著增長，第9周時陽性味蕾數(shù)量分別為118.00±1.53個與105.67±2.91個(P=0.01983<0.05)，增長了近12％，第9周時陽性細(xì)胞數(shù)量分別為12.60±0.27個與9.43±0.23個，增長了近34％(P=

14、0.00085<0.001)。 哺乳期幼鼠P4 口腔暴露AK糖后，對其成年后FF味蕾的分布模式(味蕾數(shù)量、有孔味蕾的數(shù)量及比例)及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子α-gustducin的表達模式均有顯著影響(促進與增加)，對分布模式的影響出現(xiàn)較早，且在斷奶前后影響最大，而對α-gustducin的表達模式的影響則出現(xiàn)在成年后。 4、孕、乳期母鼠飲食暴露AK糖顯著影響其成年子代的甜味偏好 孕期飲食暴露與乳期飲食暴露并不改變其成年后對A

15、K糖與蔗糖的偏好模式及其最偏好的濃度，對測試的AK糖液呈現(xiàn)出特征性的“冷漠-偏好-回避”偏好模式，對測試的蔗糖糖液呈現(xiàn)出特征性的“冷漠-偏好”模式；兩暴露組對AK糖最偏好的濃度均為13.28 mmol/L，對蔗糖最偏好的濃度為125.00 mmol/L。然而，早期暴露降低了偏好閾值，正常組、孕期暴露組、乳期暴露組對AK糖偏好閾值依次為1.33mmol/L、0.42 mmol/L、0.13 mmol/L，對蔗糖的偏好閾值依次為12.00m

16、mol/L、3.80 mmol/L、3.80 mmol/L；同對照組比較，暴露組對糖液的偏好率顯著增加，孕期暴露組、乳期暴露組對AK糖液偏好率顯著增長的濃度范圍依次為0.42-13.28 mmol/L、0.13-13.28 mmol/L，平均增長率依次為18.47％、16.83％；對蔗糖偏好率顯著增長的濃度均為3.80 mmol/L，平均增長率依次為48.13％、49.79％。應(yīng)用液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用與反相高效液相色譜方法，定性、定量檢測了

17、經(jīng)灌胃后孕鼠羊水與母鼠乳汁中AK糖的存在與24小時內(nèi)的動態(tài)變化過程。結(jié)果表明，在羊水與乳汁中均能特異性的檢測到AK糖，乳汁與羊水中的AK糖均有一個先升后降的動態(tài)過程，分別在9小時與5小時左右達到峰值。由此，揭示了一種味覺暴露的母嬰傳遞現(xiàn)象。 總之，以上結(jié)果表明小鼠早期不同階段暴露AK糖后能夠促進、加快外周味覺感受器一味蕾及其細(xì)胞的發(fā)育、成熟以及味覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白α-gustducin的表達，這些結(jié)構(gòu)與功能的顯著變化，可能是甜味偏好