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科学家在酸敏感味觉传感研究方面取得进展

2016-12-22 09:45
人在旅途20
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味觉是人体重要的生理感觉,与人们的每一天、每一餐都息息相关。但味觉又是如何产生,如何被人们感知的呢?实际上味觉包含酸、咸、苦、甜和鲜五种基本味道。溶解于唾液中的味觉物质被口腔中的味觉受体细胞捕获,产生特异性味觉响应,通过一系列电学、化学信号编码,味觉响应信息经过外周系统和味觉皮层的时空整合和处理,最终产生味觉。

为了进一步了解味觉的工作机制,近期,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所周连群课题组博士张威等与中科院生物物理研究所、浙江大学共同研究,以酸敏感味觉传感为例进行了研究。实验方法是建立包含ASIC和PKDL两种酸敏感通道的全细胞模型,并利用膜片钳记录的胞内电位仿真细胞在不同pH的盐酸刺激下的响应。经研究,ASIC主要在酸刺激施加时产生内向电流并发放兴奋电位(on-response);而PKDL通道在酸刺激施加时受到抑制,当酸刺激撤去pH回升才发放电位(off-response)。因此,工作人员利用微电极阵列传感器(microelectrode array,MEA)构建了味觉受体细胞传感器,采用无损的胞外记录方式,实现了对酸敏感味觉受体细胞ASIC和PKDL酸敏感通道的实时检测,并与味觉模型仿真结果一致。实验着重分析了酸敏感细胞对pH2和pH4不同酸刺激施加和洗脱之后的响应,成功建立基于味觉细胞的生物传感器。该实验对酸敏感味觉的工作机制进行了深入研究,有助于进一步解释味觉受体细胞酸味传感机制和电位编码方式,揭开味觉信息传导的冰山一角。

以上工作获得国家自然科学基金、江苏省自然科学基金以及江苏省产业技术研究院重大原始创新项目的资助。相关研究成果发表于Biosensors and Bioelectronics。

图1 酸敏感细胞传感器原理图及测试系统及芯片

图2 通过ASIC和PKDL通道传导的酸敏感电位模型及仿真结果

图3 细胞传感器记录的不同pH刺激下细胞的胞外电位结果

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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