脂肪酸多重感知受體及其信號傳導(dǎo)研究進(jìn)展

王敏，安 琦，于雪寧，袁 玥，楊會心，2，韓天龍，2*，劉登勇*

（1 渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 遼寧錦州121013 2 遼寧喀左山豬科技小院 遼寧朝陽 122305）

脂肪味也被稱為油脂味（Oleogustus），是味蕾感受到的脂肪味道，不歸類于“酸、甜、苦、咸、鮮”五味[1-2]。食物進(jìn)入口腔時，通過味蕾頂端的味覺細(xì)胞（Taste-receptor cell，TRC）進(jìn)行味覺感知。味覺細(xì)胞含有化學(xué)感受受體，可識別多種味道，傳遞味覺信號，調(diào)節(jié)食欲[3]。根據(jù)形態(tài)可將其分為4 類：Ⅰ型膠質(zhì)樣細(xì)胞，與咸味感知有關(guān)；Ⅱ型紡錘形細(xì)胞，表達(dá)甜味、苦味、鮮味、脂肪味味覺受體；Ⅲ型神經(jīng)元樣細(xì)胞，表達(dá)突觸相關(guān)蛋白，同時可檢測到酸味刺激；Ⅳ型基底細(xì)胞，根據(jù)機(jī)體要求更新味蕾細(xì)胞系[4-5]。本文重點介紹脂肪酸感知過程中涉及的受體及其介導(dǎo)的信號通路，闡述脂肪酸的感知機(jī)制。

1 脂肪味感知

脂肪在口腔的感知形式是游離脂肪酸。研究表明，游離脂肪酸可以對味覺細(xì)胞產(chǎn)生有效的刺激，促進(jìn)味覺細(xì)胞去極化現(xiàn)象的發(fā)生[6-7]。根據(jù)脂肪酸碳鏈的長度可分為短鏈脂肪酸（Short-chain fatty acid，SCFA）、中鏈脂肪酸（Medium-chain fatty acid，MCFA）和長鏈脂肪酸（Long-chain fatty acid，LCFA），各類脂肪酸經(jīng)不同受體傳導(dǎo)有不同的反應(yīng)。其中SCFA 具有與酸味相似的特征，如檸檬酸引起的酸刺激；MCFA 則參與糖代謝、脂代謝和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；LCFA 參與受體的激活傳導(dǎo)，對脂肪味的表現(xiàn)最為明顯[8]。

脂肪酸的味覺感知發(fā)生在Ⅱ型細(xì)胞中，其傳導(dǎo)機(jī)制可借鑒甜味、苦味和鮮味感知途徑。脂肪攝入后進(jìn)入口腔，經(jīng)舌脂肪酶作用，游離脂肪酸被釋放，激活味蕾細(xì)胞上的味覺受體[9]，如白細(xì)胞分化抗原36（Cluster of differentiation 36，CD36）、G蛋白偶 聯(lián)受體（GPR40、GPR41、GPR43、GPR84、GPR120）和內(nèi)源性大麻素受體（CB1、CB2）。脂肪味覺信號傳導(dǎo)離子通道有延遲整流鉀離子（K+）通道和鈣離子（Ca2+）通道，包含參與脂肪酸感應(yīng)的下游機(jī)制。相應(yīng)受體作用使離子通道打開，細(xì)胞內(nèi)外鈣信號發(fā)生變化，介導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生去極化現(xiàn)象，來促進(jìn)脂肪酸的感知。同時體內(nèi)釋放神經(jīng)遞質(zhì)（Neurotransmitter，NT）等相關(guān)信息，如5-羥色胺（5-HT）、γ-氨基丁 酸（Gamma-aminobutyric acid，GABA）、三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate，ATP）等。NT 通過面神經(jīng)、舌咽神經(jīng)和迷走神經(jīng)傳遞至腦干中的孤束核（Nucleus of solitary tract，NTS），進(jìn)一步將味覺信息發(fā)送到下丘腦與飲食相關(guān)的區(qū)域，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous system，CNS）形成味覺感知，并在大腦神經(jīng)回路中調(diào)節(jié)食欲，產(chǎn)生接受或拒絕食物的信號[10-11]，消費(fèi)者即表現(xiàn)出對食物消費(fèi)或回避的特征。

多種味道共同作用時，口腔對味道的感知存在相互干擾或有部分重疊的機(jī)制[12]，如脂肪味與苦味的共同感知。研究表明，脂肪味和苦味同時對味蕾細(xì)胞產(chǎn)生刺激時，下游通道被激活，Ca2+濃度在對脂肪味和苦味的感知過程中發(fā)生改變[13-14]，脂肪酸傳導(dǎo)中鈣信號的變化使得通道變化，從而抑制苦味感知。另有研究表明，味覺感知與基因遺傳多樣性相關(guān)，油脂口腔檢測的脂肪敏感度也證實了這點[15]。長期高脂飲食會帶來脂肪酸口腔味覺檢測敏感性降低、感知閾值增加，表明脂肪攝入量和敏感性之間存在負(fù)相關(guān)?？蓮男嵊X、觸覺等多角度來研究及評價脂肪酸的口腔感知，以更好地引導(dǎo)消費(fèi)者喜好[16]。

2 味覺受體

2.1 CD36

CD36 是廣泛表達(dá)的多功能跨膜糖蛋白，屬于B 類清道夫受體家族，與脂肪酸的口腔感知密切相關(guān)。CD36 存在于味蕾細(xì)胞頂端，是多種脂肪酸配體以及轉(zhuǎn)運(yùn)體的受體[3]。游離脂肪酸激活CD36的信號通路如圖1 所示。LCFA 誘導(dǎo)CD36 活化，通過src-蛋白酪氨酸激酶（Protein tyrosine kinase，src-PTK）的磷酸化激活磷脂酶C（Phospholipase C，PLC）介導(dǎo)的下游信號傳導(dǎo)，PLC 促進(jìn)質(zhì)膜磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（Phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate，PIP2）產(chǎn)生肌醇三磷酸（Inositol trisphosphate，IP3）和二酰基甘油（Diacyl glycerol，DAG）。IP3 與其位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Endoplasmic reticulum，ER）上的IP3R3 受體結(jié)合，誘導(dǎo)Ca2+從內(nèi)部儲存中釋放。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放的Ca2+從Efflux 通道外流，從而激活SOC 和CALHM1 通道觸發(fā)胞外Ca2+內(nèi)流，由基質(zhì)相互作用分子亞型1（Stromal interaction molecule 1，STIM1）和Ca2+流入因 子（Ca2+influx factor，CIF）協(xié)調(diào)[17-18]。同時，DAG 打開有利于鈣離子內(nèi)流的TRPC1/3 通道，也受STIM1 調(diào)控。Ca2+水平升高使味蕾細(xì)胞發(fā)生去極化現(xiàn)象，介導(dǎo)味覺信號的檢測和傳遞，并介導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）級聯(lián)反應(yīng)。DAG 還經(jīng)由蛋白激酶C（Proteinkinase C，PKC）抑制細(xì)胞質(zhì)膜上的鉀離子通道[19]。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（Extracellular-signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）參與脂肪口腔感知，下調(diào)ERK1/2 信號，顯著降低了小鼠的脂肪偏好[20-21]。ERK1/2 和MEX 水平可通過src-PTK 介導(dǎo)的鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶2（Calmodulin-dependent protein kinase，CaMK2）激活而增加。

圖1 游離脂肪酸激活CD36 的信號通路Fig.1 Signal pathway of CD36 activated by free fatty acids

研究發(fā)現(xiàn)，高濃度亞油酸通過CD36 和GPR120 誘導(dǎo)Ca2+信號通路，而低濃度亞油酸僅激活CD36。同時發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠自發(fā)性的脂肪偏好減少，這可能與相關(guān)促食欲肽的表達(dá)有關(guān)[22-23]。對CD36 脂肪酸味覺感知和唾液肽YY（PYY）的研究表明，人類口腔脂肪檢測閾值和肥胖與基因的表達(dá)有關(guān)[24]。人類個體對脂肪酸感受的閾值不同，敏感性也不一致[25-26]。長期的高脂飲食令味覺感受器發(fā)生改變，使脂肪感知失調(diào)，味覺神經(jīng)回路改變。某些脂肪酸口服會刺激CD36 來增加胰腺分泌物，這是一種頭期反應(yīng)，為之后腸道消化脂質(zhì)做準(zhǔn)備[27]。味蕾中CD36 的下調(diào)引起脂肪敏感性降低，Ca2+信號也在脂肪偏好的調(diào)控中有重要作用[28]。除此之外，CD36 在身體各個細(xì)胞內(nèi)均有表達(dá)，參與心臟和肌肉中重要生理代謝活動，是全身脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵膜蛋白，能夠通過調(diào)節(jié)脂肪酸代謝來影響疾病的發(fā)生率[29]。

2.2 G 蛋白偶聯(lián)受體

G 蛋白偶聯(lián)受體家族中的GPR40、GPR41、GPR43、GPR84 和GPR120 已被鑒定為游離脂肪酸的特異性受體。有研究通過使用mRNA 表達(dá)、蛋白質(zhì)印記、不同脂肪酸受體的免疫酶染色，證實GPR120、GPR43、GPR84 以及延遲整流鉀離子通道在人類真菌狀味蕾細(xì)胞中的表達(dá)[30-31]。這些G蛋白偶聯(lián)受體的組織分布、激活配基、信號傳導(dǎo)途徑和生理功能均存在差異，如表1 所示。GPR40 在胰腺和腦中表達(dá)最高，受MCFA 和LCFA 激活，與胰島素（Insulin，INS）、胰高血糖素（Glucagon，GLU）、CCK、瘦素（Leptin，LEP）等激素分泌密切相 關(guān)。GPR41 和GPR43 都可被SCFA 激 活，GPR43 主要表達(dá)于淋巴組織，GPR41 則主要表達(dá)于脂肪組織。GPR84 主要表達(dá)于骨髓、中性粒細(xì)胞和肺臟，可被MCFA 激活，而其細(xì)胞內(nèi)信號機(jī)制與GPR40 迥然不同，主要調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)。GPR120 在腸內(nèi)分泌細(xì)胞、味覺細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和免疫細(xì)胞中表達(dá)，可被各類型游離脂肪酸激活，引起細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，發(fā)揮能量調(diào)節(jié)、免疫穩(wěn)態(tài)和神經(jīng)元功能[32]。

表1 G 蛋白偶聯(lián)受體分布及功能Table 1 Distribution and function of G protein-coupled receptors

2.2.1 GPR40 游離脂肪酸受體1（Free fatty acid receptor 1，F(xiàn)FAR1）又稱GPR40，一類由人類FFAR1 基因編碼的受體。GPR40 在小鼠味蕾真菌、葉狀乳頭中均未發(fā)現(xiàn)，在大鼠和人類的味蕾細(xì)胞中也未檢出[34]。在脂肪酸感知方面起輔助作用。研究表明，GPR40 和GPR120 在配體結(jié)合上有重疊[35]，需要相互作用來參與誘導(dǎo)。通過味蕾細(xì)胞表達(dá)的GPR40，激活舌咽神經(jīng)不足以誘導(dǎo)小鼠的脂肪偏好[30]。也有研究發(fā)現(xiàn)，小鼠環(huán)狀乳頭中存在GPR40 的表達(dá)，能夠通過較短的MCFA 來擴(kuò)大脂肪酸感知[31]。結(jié)合人類數(shù)據(jù)分析，脂肪酸的味道對適口性沒有明顯影響[7]。對于高脂飲食培養(yǎng)的小鼠來說，GPR40 和GPR120 共同在下丘腦被激活比單獨被激活起到更有效的調(diào)節(jié)作用。在大腦中表達(dá)的GPR40 可以控制疼痛的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，經(jīng)多不飽和脂肪酸作用對大腦神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響[36-37]。

GPR40 主要在胰腺β 細(xì)胞中表達(dá)，并被MCFA 和LCFA 激活[19]。誘導(dǎo)各類腸胃激素分泌來調(diào)節(jié)血糖，對治療糖尿病代謝紊亂方面有重要作用[38-39]。游離脂肪酸激活GPR40 的信號通路如圖2 所示。GPR40 除與G-αq 蛋白家族偶聯(lián)，引發(fā)PLC 信號通路外。還可與G-αi 結(jié)合通過腺苷酸環(huán)化酶（Adenylate cyclase，AC）減少環(huán)腺苷酸磷酸（3'-5'-cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平，促進(jìn)胰高血糖素的分泌；或與G-αs 結(jié)合，增 加 cAMP 水 平，刺激腺苷酸（Adenosine monophosphate，AMP）、蛋白激酶A（Proteinkinase A，PKA）和cAMP 反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（The cAMP responsive element binding protein，CREB）生成，促進(jìn)糖原分解、蛋白質(zhì)合成和食欲調(diào)節(jié)激素等的分泌[40]。與GPR120 相似，GPR40 也可通過β-arrestin2 通路抑制NFκB 的表達(dá)和引起味覺偏好，還可與MAPK 級聯(lián)，促進(jìn)細(xì)胞增殖和免疫。

圖2 游離脂肪酸激活GPR40 的信號通路Fig.2 Signal pathway of GPR40 activated by free fatty acids

2.2.2 GPR41 游離脂肪酸受體3（Free fatty acid receptor 3，F(xiàn)FAR3）又稱GPR41，能夠被SCFA 激活，通過不同介質(zhì)觸發(fā)下游信號傳導(dǎo)通路，被認(rèn)為是治療炎癥和代謝疾病的靶點[41]。SCFA的味覺感知與酸味有部分重疊，其刺激及信號傳導(dǎo)機(jī)制還需進(jìn)一步研究。GPR41 在脂肪感知過程中影響味覺信號，有調(diào)節(jié)脂肪和脂肪酸味覺敏感度的作用，也介導(dǎo)細(xì)胞對多種NT 和激素的反應(yīng)。GPR41 在脂肪細(xì)胞中表達(dá)最高，其次是單核細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞。GPR41 是SCFA 的低親和力受體，只有當(dāng)SCFA 水平異常升高時才會被激活。

SCFA 激活GPR41 發(fā)揮功能的信號途徑如圖3 所示。GPR40 可與G-αi 偶聯(lián)，減少cAMP 水平，促進(jìn)胰高血糖素的分泌[42]。還可與βγ 偶聯(lián)，通過PLC 通路激活PKC，促進(jìn)糖原分解和insulin、PYY、5-HT 的釋放。PKC 還可經(jīng)瘦素（Leptin，LEP）作用于外周AMP 蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK），升高丙二酰輔酶脫羧酶（Malonyl-CoA decarboxylase，MCD）水平，降低丙二酰輔酶A（Malonyl-CoA，MA）和乙酰輔酶A 羧化酶（Acetyl CoA carboxylase，ACC）水平，進(jìn)而促進(jìn)脂肪氧化，抑制脂肪合成和泡沫細(xì)胞形成。此外，SCFA 可通過激活小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞的GPR41 來積極響應(yīng)免疫應(yīng)答并激活絲裂素活化蛋白激酶p38（p38MAPK，p38）和ERK1/2 通路，從而介導(dǎo)保護(hù)性免疫反應(yīng)[42]。

圖3 游離脂肪酸激活GPR41 的信號通路Fig.3 Signal pathway of GPR41 activated by free fatty acids

2.2.3 GPR43 游離脂肪酸受體2（Free fatty acid receptor 2，F(xiàn)FAR2）又稱GPR43，與GPR41屬于同源家族，也是SCFA 受體。GPR43 在免疫細(xì)胞中表達(dá)最高，其次為脂肪組織、腸內(nèi)分泌細(xì)胞，參與胃腸運(yùn)動、胃腸肽分泌、脂代謝、肌肉代謝、食欲調(diào)節(jié)、炎癥反應(yīng)等活動。研究發(fā)現(xiàn)，GPR43 在人的真菌狀乳頭及味蕾組織中也有表達(dá)，與脂肪攝入量有關(guān)[31]。SCFA 激活GPR43 發(fā)揮功能的信號途徑如圖4 所示。GPR43 與G-αi 結(jié)合時，可抑制cAMP 信號通路；與G-αq 結(jié)合時，可誘導(dǎo)PLC 通路的激活，促進(jìn)Ca2+的動員和PKC、外周AMPK 通路的激活。G-αi 和G-αq 通過提高蛋白激酶B（Protein kinase B，PKB/AKt/Rac）和ERK 水平，激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（Signal transducer and activator of transcription，STAT3）和維甲酸相關(guān)核孤兒受體γt（Retinoid-related orphan receptor γt，RORγt），進(jìn)而促進(jìn)白細(xì)胞介素-22（Interleukin-22，IL-22）釋放。GPR43 還可經(jīng)β-arrestin2 通路促進(jìn)NFkB 抑制蛋白（Inhibitor of nuclear factor NFkB，I-κBα）、抑制核因子-kB（Nuclear factor-kappa B，NFkB），參與機(jī)體炎癥反應(yīng)[43]。另外，GPR43 可通過提高活性氧（Reactive oxygen species，ROS）水平，激活NLRP3 炎癥小體，促進(jìn)IL-1 釋放[44]。

圖4 游離脂肪酸激活GPR43 的信號通路Fig.4 Signal pathway of GPR43 activated by free fatty acids

2.2.4 GPR84 GPR84 的激活與脂肪酸代謝和免疫系統(tǒng)有關(guān)，多存在于脂肪細(xì)胞。GPR84 作為MCFA 的受體，在口腔味蕾細(xì)胞中未檢測出表達(dá)，對于該受體的研究著重于糖脂代謝引起的疾病方面[45]。人體內(nèi)GPR84 主要在骨髓、外周白細(xì)胞和肺表達(dá)，其它組織器官中表達(dá)量較低，若機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)時，會誘導(dǎo)其高表達(dá)[46]。MCFA 激活GPR84發(fā)揮功能的信號途徑如圖5 所示。GPR84 與G-αi結(jié)合時，抑制cAMP 信號通路，激活A(yù)KT。與Gα15 結(jié)合時，激活PLC 通路和ERK，并可經(jīng)ERK誘導(dǎo)ROS 通路和NFκB 通路。GPR84 還可經(jīng)白細(xì)胞介素12-p40（Interleukin 12-p40，IL-12p40）和單核細(xì)胞趨化蛋白-1（Monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）提高腫瘤壞死因子α（Tumour necrosis factor-α，TNFα）水平，參與炎癥反應(yīng)；或經(jīng)脂聯(lián)素（Adiponectin，ADPN）提高過氧化物酶體增殖物激活受體（Peroxisome proliferators-activated receptor，PPAR）和AMPK 水平，參與機(jī)體抗炎反應(yīng)[45]。

2.2.5 GPR120 游離脂肪酸受體4（Free fatty acid receptor 4，F(xiàn)FAR4）又稱GPR120，是一種游離脂肪酸受體，它能夠傳遞過量脂肪酸的信號[22-23]。GPR120 刺激味覺細(xì)胞信號傳遞，從傳入神經(jīng)至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在Ⅱ型細(xì)胞中表達(dá)并被LCFA 激活。GPR120 是舌上皮中真正的味覺受體細(xì)胞，主要功能為增強(qiáng)脂肪酸的感知能力，即放大感知信號。與CD36 傳導(dǎo)機(jī)制互補(bǔ)，還可能在下游或者脂肪入口后的相關(guān)途徑中發(fā)揮作用[47]。GPR120 對于脂肪偏好的影響較小，可通過促食欲功能抑制神經(jīng)元表達(dá)并緩解下丘腦炎癥。研究發(fā)現(xiàn)，通過周期性脂肪干預(yù)能夠影響脂肪敏感性。CD36 在餐前的高度表達(dá)影響膳食脂肪的短期反應(yīng)，而GPR120 參與影響膳食脂肪的長期反應(yīng)[48]。

對大鼠的研究表明，GPR120 不僅對LCFA 有反應(yīng)，還能與MCFA 和SCFA 相互作用[49-50]。TUG891 是一種新型的GPR120 激動劑，可與舌側(cè)GPR120 結(jié)合，激活小鼠舌-腦-腸軸并調(diào)節(jié)脂肪偏好[51-52]。各類脂肪酸激活GPR120 發(fā)揮功能的信號途徑如圖6 所示。GPR120 與G-αq 蛋白家族偶聯(lián)，通過PLC 信號通路，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+釋放和DAG 生成。Ca2+通過刺激GLP-1 和PKC，促進(jìn)胰島素分泌、糖原分解和細(xì)胞增殖；DAG 除了作用于PKC 外，還可通過ERK1/2 抑制NFkB 的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)炎性因子的分泌。GPR120 可通過βγ 基團(tuán)刺激磷脂酰肌醇-3-激酶（Phosphatidylin-ositol-3-kinase，PI-3K）、PKB 表達(dá)和K+外流，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡。在G 蛋白偶聯(lián)受體激酶（G protein-coupled receptor kinases，GRKs）的作用下，β-arrestin2 可作為支架蛋白將GPR120 與結(jié)合蛋白1（Binding protein 1，TAB1）、轉(zhuǎn)化生長因子激活激酶1（Transforming growth factor activated kinase 1，TAK1）信號通路級聯(lián)，通過MAPK 激酶（MAP kinase kinase，MKK）抑制c-Jun N 端激酶（c-Jun N-terminal kinase JNK）的表達(dá)，通過κB 抑制因子激酶（Inhibitor of kappa B kinase，IKK）抑制NFκB 的表達(dá)，從而抑制下游炎性信號傳導(dǎo)[53]。此外，GPR120 還可經(jīng)β-arrestin2 途徑引起味覺偏好。

圖6 游離脂肪酸激活GPR120 的信號通路Fig.6 Signal pathway of GPR120 activated by free fatty acids

2.3 內(nèi)源性大麻素受體

內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)（Endocannabinoid system，ECs）通過控制食物攝入及能量消耗達(dá)到對食欲的調(diào)節(jié)，主要機(jī)制是內(nèi)源性大麻素激活相關(guān)受體反應(yīng)并通過神經(jīng)傳導(dǎo)得到反饋[54-55]，如N-花生四烯酸乙醇胺（Anandamide，AEA）和2-花生四烯酸甘油（2-Arachidonoylglycerol，2-AG），二者都有通過激活內(nèi)源性大麻素1 型受體（Cannabinoid receptor 1，CB1）來增強(qiáng)食欲，增加食物攝入的特性[56]。內(nèi)源性大麻素受體存在于CNS 及外周系統(tǒng)，對神經(jīng)信號等進(jìn)行調(diào)節(jié)[57]。研究發(fā)現(xiàn)，口腔中脂肪的攝入與唾液中內(nèi)源性大麻素水平的變化相關(guān)，脂肪以此來調(diào)節(jié)從神經(jīng)傳出至腦干的味覺信號，在大腦相應(yīng)區(qū)域促進(jìn)食欲相關(guān)激素的產(chǎn)生[58-59]。內(nèi)源性大麻素是脂肪酸衍生物，通過相應(yīng)受體調(diào)節(jié)進(jìn)食行為。與脂肪酸感知相關(guān)的受體主要有內(nèi)源性大麻素受體CB1 和CB2[41]。CB1 在小鼠舌頭的菌狀乳頭及外周乳頭細(xì)胞中的表達(dá)得到證實，被激活后引發(fā)神經(jīng)傳導(dǎo)，起到調(diào)節(jié)甜味、脂肪味的作用，同時影響大腦控制食物攝入[60]。小鼠偏好研究表明，CB1 通過調(diào)節(jié)鈣信號來影響脂肪味覺感知。LCFA 的口腔味覺感知與舌GLP-1 分泌有關(guān)，CB1激活刺激GLP-1 的產(chǎn)生，從而調(diào)節(jié)LCFA 的感知閾值，改變食物的適口性[61]。

內(nèi)源性大麻素激活受體發(fā)揮功能的信號途徑如圖7 所示。2-AG 和AEA 激活突觸前膜CB1/2受體，受體通過G-αi 抑制cAMP 信號通路，減少基因表達(dá)和NT 分泌。被激活的CB1/2 受體還可促進(jìn)K+外流，抑制Ca2+內(nèi)流和MAPK 通路，同時通過這些途徑抑制NT 分泌和信號傳導(dǎo)[62]。NT 激活突觸后膜相應(yīng)受體，通過PLC 途徑增加胞內(nèi)Ca2+和DAG 水平，從而引發(fā)動作電位和信息傳遞。2-AG 和AEA 進(jìn)入細(xì)胞后可被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的脂肪酸酰胺水解酶（Fatty acid amide hydrolase，F(xiàn)AAH）、含α-β 水解酶結(jié)構(gòu)域6（Alpha-beta hydrolase domain-containing，ABHD6）和單?；视椭舅崦福∕onoacylglycerol lipase，MAGL）等酶水解為花生四烯酸（Arachidnic acid，AA）和乙醇 胺（Ethanolamine，EA），或被p21 蛋白激活激酶1（p21-actived kinase 1，PAK1）激活的環(huán)氧合酶2（Cyclooxygenase 2，COX2）氧化[63]。

圖7 內(nèi)源性大麻素激活CB1/2 的信號通路Fig.7 Signal pathway of CB1/2 activated by endocannabinoids

3 脂肪味傳導(dǎo)

脂肪酸味覺傳導(dǎo)是化學(xué)感受的一種，它觸發(fā)受體或離子通道，使味蕾細(xì)胞去極化，細(xì)胞質(zhì)鈣濃度增加，引起的細(xì)胞信號級聯(lián)對健康有重要影響[19]。脂肪酸溶液的味覺誘發(fā)電位（Gustatory evoked potential，GEP）試驗，描述了GEP 對脂肪酸的反應(yīng)，并證明口腔中脂肪酸的存在會觸發(fā)味覺皮層的激活。鈉、鈣與人體營養(yǎng)及食物攝入密不可分，因此需要研究感知過程中的鈉離子與鈣離子的信號傳導(dǎo)機(jī)制，達(dá)到調(diào)節(jié)飲食的目的。

脂肪攝入過度會引發(fā)一些代謝性疾病。脂質(zhì)組學(xué)、生物學(xué)功能等研究在對抗代謝疾病的新治療方法領(lǐng)域有很大發(fā)展?jié)摿?。脂肪攝入對食欲影響的深入研究，也離不開神經(jīng)相關(guān)通路的作用。有研究證明，脂肪在體內(nèi)進(jìn)行代謝時，大腦所擁有和傳遞的信息至關(guān)重要。大腦的小膠質(zhì)細(xì)胞，富含多種脂肪酸，能夠作為免疫細(xì)胞抵抗肥胖所引起的慢性炎癥[64-65]。

3.1 延遲整流鉀離子通道

延遲整流鉀離子通道（Delayed-rectifier K+channel，DRK）與大鼠的脂肪味覺感知相關(guān)[4]。DRK 通道嵌入舌味蕾細(xì)胞的頂膜部分，允許鉀離子流入細(xì)胞外空間[31]。正常細(xì)胞中電壓門控型鉀通道shaker 亞族成員5（Voltage-gated potassium channel shaker -related subfamily member 5，KCNA5）即Kvl.5 受到激活打開，細(xì)胞內(nèi)鉀離子外流形成電流，味覺細(xì)胞接受脂肪酸后被改變。如LCFA 與CD36 結(jié)合并改變其活性，使得Kvl.5 離子通道關(guān)閉，鉀離子無法外流，使得味覺細(xì)胞發(fā)生去極化現(xiàn)象，伴有神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。Kvl.5 是在大鼠菌狀乳頭TBC 中發(fā)現(xiàn)的主要通道，且有3 個主要亞型KCNA、KCNB 和KCNC。目前DRK 通道在人類味蕾中的表達(dá)與具體作用機(jī)制尚未確定[66]。

基因和蛋白表達(dá)結(jié)果分析表明，CD36、GPR43、GPR84、GPR120 和某些 類型的DRK 通道，如KCNA2，存在于人真菌狀乳頭樣本中。進(jìn)一步定量分析表明，各種脂肪酸受體之間具有相關(guān)性，它們在感知脂肪酸的過程中發(fā)揮著不同的作用。與嚙齒動物相比，人類的脂肪味覺受體表達(dá)有所不同，在大鼠中主要的離子通道是KCNA5，而人是KCNA2[31]。

3.2 鈣信號

鈣信號是區(qū)分Ⅱ型和Ⅲ型味覺細(xì)胞的關(guān)鍵特征，脂肪酸與CD36 或GPR120 結(jié)合，激活PLC 通路，使得細(xì)胞器膜上的Ca2+通道打開，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度上升，同時引起Na+通過瞬時電位M 亞型5 通 道（Transient receptor potential melastatin channels 5，TRPM5）流入細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致味覺細(xì)胞去極化和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放[67]。在小鼠味蕾細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)由LCFA 激活的鈣池調(diào)控離子通道（Storeoperated channels，SOC）由Orai1 和Orai1/3 蛋白組成[19]。TRPM5 是Ca2+觸發(fā)的單價非選擇性陽離子可滲透通道，在TRC 中充分表達(dá)，對于苦味、鮮味和甜味的傳導(dǎo)至關(guān)重要，也可能是脂肪味道信號的一個關(guān)鍵通道[19]。有研究發(fā)現(xiàn)，Cav3.2 是一種t 型低電壓激活的鈣通道，在神經(jīng)元的興奮性和各種生理功能中至關(guān)重要。通過研究下丘腦神經(jīng)元的表達(dá)在小鼠食物攝入量和體重調(diào)節(jié)中的作用，表明Cav3.2 是治療肥胖和糖尿病的一個靶點[68]。對缺陷及野生小鼠實驗表明，TRPM5 在脂質(zhì)味道感知中有重要作用，TRPM5 小鼠會在脂肪作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈偏好，而敲除后小鼠的脂肪偏好消除[69-70]。此外發(fā)現(xiàn)，TRPM5 在下丘腦和腦干的表達(dá)情況會因為肥胖而降低[71-72]。

3.3 神經(jīng)信號

化學(xué)感覺基于觸覺，由三叉神經(jīng)感知。化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入口腔時，位于口腔表面的味覺細(xì)胞中的味覺感受器被激活，向大腦皮層發(fā)送信號。脂肪也通過三叉神經(jīng)被感知，三叉神經(jīng)向大腦發(fā)送在口腔中產(chǎn)生的信號。從分支到達(dá)眼睛、鼻子、牙齒和舌頭，負(fù)責(zé)下一步的感知刺激，同時有疼痛和溫度的影響。然而，因味道和質(zhì)地比較難區(qū)分，故在具體位置品嘗或感覺到脂肪的問題仍未明確。從Ⅱ型細(xì)胞到神經(jīng)系統(tǒng)之間的具體機(jī)制還不夠明確[66]。味蕾細(xì)胞內(nèi)鈣信號的改變促進(jìn)了神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，許多神經(jīng)遞質(zhì)被用于TRC 和初級感覺傳入神經(jīng)之間的突觸，其中包括去甲腎上腺素、乙酰膽堿、多巴胺、5-HT、降鈣素基因相關(guān)肽和氨基酸（GABA 和谷氨酸），而5-HT 是關(guān)鍵的味蕾神經(jīng)遞質(zhì)。從穩(wěn)態(tài)及享樂系統(tǒng)的內(nèi)部調(diào)節(jié)，包括饑餓誘導(dǎo)的味覺修飾，相關(guān)促食欲神經(jīng)元的表達(dá)等，在調(diào)節(jié)食欲與味覺感知中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[73-74]。

3.4 其它通路

MAPK 級聯(lián)通路的激活通過ERK1/2 信號通路響應(yīng)脂肪酸味覺檢測。研究表明，CALHM1 離子通道發(fā)生變化，調(diào)節(jié)人與小鼠味蕾細(xì)胞中ERK1/2-MAPK 的激活和5-HT 的釋放[21]。MAPK 通路和CALHM1 通道是LCFA 口腔味覺感知所需的額外參與者，通過CD36 來觸發(fā)MAPK 的磷酸化，與味蕾細(xì)胞中Fyn 進(jìn)行磷酸化偶聯(lián)。表明脂肪酸誘導(dǎo)的Ca2+信號通路，需要激活CD36 以及味蕾細(xì)胞中的Fyn 激酶[35]。膳食脂肪酸通過鈣通道調(diào)節(jié)味蕾細(xì)胞的激活，與CD36 結(jié)合在脂質(zhì)筏，誘導(dǎo)Fyn 磷酸化，產(chǎn)生IP3 使Ca2+外排，通過開放的SOC 通道進(jìn)入細(xì)胞，產(chǎn)生電信號經(jīng)神經(jīng)傳導(dǎo)至細(xì)胞外[21]。將基因缺陷型小鼠維持在高脂肪飲食的培養(yǎng)實驗中，進(jìn)一步探討ERK1/2 信號傳導(dǎo)對肥胖的影響，發(fā)現(xiàn)二者發(fā)揮不同的作用，并且在缺乏ERK1 的情況下，ERK2 與飲食誘導(dǎo)的肥胖癥中的胰島素抵抗和高血糖有關(guān)[35]?；蚯贸龑嶒炞C實了細(xì)胞中脂肪酸誘發(fā)的Ca2+信號和ERK1/2 磷酸化水平均降低。ERK1/2-MAPK 級聯(lián)通過味蕾細(xì)胞中CALHM1 通道打開，而關(guān)于該通路在肥胖患者體內(nèi)的作用還需進(jìn)一步考證。

4 結(jié)語

脂肪的味覺感知涉及多個受體結(jié)合以及離子通道的作用，還有多重味道之間的串?dāng)_模型，是一個非常復(fù)雜的感知傳導(dǎo)系統(tǒng)。目前，關(guān)于CD36 和GPR120 等舌脂傳感器耦合的第二信使級聯(lián)已被廣泛研究，而其具體機(jī)制仍未完全明確。在脂肪味覺感知過程中是否有其它脂肪酸受體的參與，以及脂肪味從口腔到大腦的傳導(dǎo)途徑等還需進(jìn)一步研究證實。GPR41、GPR43、GPR84 等受體對游離脂肪酸有高親和力及增強(qiáng)感知的作用，然而它們在味蕾細(xì)胞上的表達(dá)和定位仍不清楚。脂肪味的神經(jīng)傳導(dǎo)可能還涉及大腦的相關(guān)獎勵機(jī)制、能量感知系統(tǒng)以及食物攝入調(diào)節(jié)系統(tǒng)等調(diào)節(jié)。對于脂肪味覺感知機(jī)制，還應(yīng)注重神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)的研究，因脂肪味覺感知不僅是一種中樞調(diào)節(jié)反應(yīng)，還涉及激素分泌影響。味蕾分泌的激素可能與脂肪酸味受體一起放大或降低味覺信號，然后傳入中樞神經(jīng)。因此，脂肪口腔感知的自分泌/旁分泌信號對于進(jìn)一步明確脂肪酸感知和傳導(dǎo)機(jī)制也是十分必要的。對于脂肪味覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制及其在健康和疾病中的生理相關(guān)調(diào)控，還有很長的路要走。脂肪酸及其代謝物和衍生物分布于機(jī)體各部位，與相應(yīng)受體結(jié)合后參與細(xì)胞增殖、免疫應(yīng)答、糖脂代謝和機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等生理活動。脂肪酸受體及其介導(dǎo)的信號途徑和功能研究，對指導(dǎo)健康飲食，改善肥胖和糖尿病等代謝性疾病具有重要意義。