人类主要有五种基本味觉：甜（sweet），苦（bitter），鲜（umami），咸（salty），酸（sour）。感受酸味对生物体非常重要，因为这有助于警告动物免于摄入腐坏的食物。虽然其他味觉的受体已经被陆续发现，但是酸味受体却还不清楚。因此，找到酸味受体是谁，并揭示它是如何将信号传导到大脑并产生相应反应是十分重要的问题。2019年9月19日，Charles Zuker实验室（共同一作为Jin Zhang和Hao Jin博士）在Cell上刊登了题为"Sour Sensing from the Tongue to the Brain"的研究论文，首次发现酸味的受体及其神经通路，完善了人们对于味觉感知传导和响应的认识。
酸性受体细胞（taste receptor cell，TRC）和其他受体细胞不同，它表达Pkd2l1基因，但人们发现敲除该基因并不影响酸味反应。为了确认真正的受体是谁，作者通过进一步对比不同TRC中跨膜蛋白的差异，选取其中7个进行选择性敲除，最后发现Otop1-/-会导致酸应答消失。Otop1是离子通道蛋白，最初在前庭系统中发现，能感受重力和加速度。假设Otop1是酸味受体，作者设计了能表达Otop1的甜味受体细胞，发现它同样能对酸味作出响应。上述酸响应丧失和获得的实验证明Otop1确实是酸味受体。通过对膝状神经节细胞进行单细胞测序，作者们还发现传递甜、苦、鲜、咸、酸信号的神经元表达的基因各不相同，其中酸性神经元表达Penk基因，这些基因可以作为对应味觉通路的标志。接下来作者证明在脑干中，不同神经元对不同味道作出反应，其中控制酸味反应的神经元表达Pdyn基因。假如对只是喝水的小鼠中表达Pdyn的神经元进行光刺激，同样会引起酸味反应。另外在习得性味觉行为分析中，表达Pdyn的神经元的激活会被识别成酸刺激，这说明大脑中酸性神经元是独特且可靠的。最后，作者还发现酸味识别和体感系统一同形成了对酸刺激的厌恶反应。缺乏酸性TRC的动物还是有对酸的厌恶感，这是因为体感系统中三叉神经节（表达Trpv1）也会对酸作出反应。当敲除Otop1并通过RTX（树脂毒素）杀死表达Trpv1的神经节，就能消除动物对酸味的厌恶。
本文发现酸受体细胞中起到关键作用的受体蛋白Otop1，并确认了各个味道对应的神经节以及脑干中相应的反应群，梳理了味觉感知传导响应的通路，最后还证明了酸性厌恶是味觉和体感系统共同介导的。这一系列结果，为理解味觉加上了最后一块拼图，为和味觉相关的研究指明了方向。
Zhang, J., Hao, J., et al. "Sour Sensing from the Tongue to the Brain." Cell, 179, 1-11 (2019)
DOI: 10.1016/j.cell.2019.08.031
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