雌激素影响小鼠感知蔗糖甜味的初步研究
雌激素影响小鼠感知蔗糖甜味的初步研究[20200408174549]
摘要
目的：探究雌激素对小鼠蔗糖甜味偏好阈值、偏好率、体重及摄食的影响，为阐明雌激素影响甜味感知的外周机制奠定基础。方法：通过双侧卵巢切除术(ovariectomy, OVX)的方式构建雌激素缺乏小鼠模型，实验分为正常对照(Control)、假手术组(Sham)、卵巢切除术组(Ovx)、注射溶剂组(Ovx+Oil)和雌激素替代治疗组(Ovx+E)。术后恢复四周，采用双瓶喜好行为学研究小鼠蔗糖甜味偏好阈值、偏好率、甜味偏好模式，同时监测体重及摄食。结果:在低浓度时，Ovx组小鼠对蔗糖的偏好率低于Control或Sham组；Ovx组对蔗糖的偏好阈值与Control或Sham组相比提高，而注射雌激素后(Ovx+E)偏好阈值恢复到对照组水平；与Control相比，Ovx组小鼠体重增加显著。实验组与对照组相比，偏好模式与摄食未发生显著性变化。结论：雌激素的缺失提高了小鼠体重以及对蔗糖溶液偏好阈值，降低了对低浓度蔗糖的偏好率。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:C57BL/6小鼠蔗糖甜味偏好雌激素
目录
1 引言 4
1.1 雌激素简介 4
1.2 甜味感知的生物学基础 4
1.2.1 味觉功能 4
1.2.2 甜味味觉识别 5
1.2.3 甜味信号的转导 6
1.2.4 受体 7
1.3 研究现状 8
1.4 研究目的 8
1.5 研究内容 8
1.6 研究意义 9
2 实验材料和方法 9
2.1 实验对象及环境 9
2.2 实验试剂和仪器 9
2.3.1 实验试剂: 9
2.2.2 实验仪器： 10
2.3 实验方法: 10
2.3.1 分组实验 10
2.3.2 记录实验数据 10
2.3.3 数据处理 11
3 结果 12
3.1 雌激素对成年C57BL/6小鼠蔗糖感知阈值、偏好模式及偏好率的影响12
3.2 雌激素对成年C57BL/6小鼠体重的影响 13
3.3 雌激素对成年C57BL/6小鼠摄食量的影响 14
4 讨论 15
参考文献 16
致谢 18
1 引言
1.1 雌激素简介
雌激素由脊椎动物的卵巢、睾丸、胎盘或肾上腺皮质所产生的18-碳固醇激素,哺乳动物的雌激素刺激雌性生殖器官的生长和修复,决定雌性的第二性征,影响生殖功能和性行为,刺激特殊mRNA和蛋白质在靶组织中的合成,调控基因的表达。其制剂种类繁多，包括天然雌激素、半合成雌激素及合成雌激素，有长效、短效等等。然其基本作用相同。药理作用有：① 促进女性生殖器的生长与发育，使子宫内膜增生和阴道上皮角化;② 增强子宫平滑肌的收缩，提高子宫对缩宫素的敏感性;③ 对下丘脑和腺垂体有正、负反馈调节，间接影响卵泡发育和排卵;④ 抗雄激素作用。雌孕激素合用的避孕药，经长期观察未证明有致癌作用。目前关于雌激素影响甜味感知能力机制问题的研究，在国内外仍处于空白。一般认为，雌激素主要通过其受体发挥作用，经典的雌激素受体ERα、ERβ是核受体，当雌激素与其结合使其激活后各自形成二聚体，与靶基因的雌激素反应原件（EREs, estrogen response elements）相结合，直接或间接作用于靶基因的启动子而发挥转录因子的作用，这是一个慢速作用过程，需要几小时甚至几天时间[16]；另外雌激素也会通过与膜型雌激素受体结合而发挥快速调节作用[17]。目前膜型雌激素受体主要有两种[18]：（1）具有7次跨膜结构的G蛋白偶联受体GPR30, 雌激素作用于膜上的GPR30，可以通过快速和慢速两条途径发挥对细胞兴奋性的影响；（2）ERα、ERβ在细胞膜上也有存在，其以二聚体的形式发挥快速调节作用。雌激素受体广泛分布于女性体内的400 多个部位，包括口腔粘膜和唾液腺[19]。最近有研究提示[20]，雌激素在大鼠的轮廓味蕾的II型细胞中存在生物合成，雌激素可能是味觉信号转导的重要调控者。雌激素对味觉感知能力和摄食行为的影响不容忽视，特别是更年期女性，因为会影响其肥胖或糖尿病的发生。
1.2 甜味感知的生物学基础
1.2.1 味觉功能
在日常生活中，味觉具有为我们辨识食物的营养价值和避开有毒物质的功能。经过长期的研究发现，目前认为哺乳动物能够识别甜、鲜、苦、酸、咸 这五种基本味道[1]。甜味与鲜味受体属于味觉受体第一家族[2]，苦味受体属于味觉受体第二家族[3]。甜味通常代表着富含能量，鲜味代表着食物富含蛋白质，咸代表着食物含有一定的无机盐，可以调节身体的水盐平衡，而酸和苦则暗示了物质可能具有毒性。然而味觉它的功能不仅仅在于辨别不同的味道，而且和所提取的营养物和的外界环境调节也有一定的联系。目前研究表明，一些口腔疾病、内分泌失调、神经功能紊乱以及慢性消耗性疾病等都将会导致味觉的退化和消失。然而，对味觉受体的研究有助于帮助我们揭示味觉消失的原因，从而找出方法帮助味觉消失的病人恢复正常的味觉机制。
1.2.2 甜味味觉识别
对着镜子观察我们的舌头，会发现舌头表面是粗糙不平的，上面有很多突起，我们称它为舌乳头。哺乳动物的舌背分布着四种乳头：丝状乳头、菌状乳头、轮廓乳头和叶状乳头[4]。在显微镜下，直径1mm左右的红色圆形突起因为酷似蘑菇，所以称之为菌状乳头。在舌根处的舌乳头比菌状乳头大很多，且每个突起周围还有一些环形结构，我们称之为轮廓乳头，在菌状乳头和轮廓乳头之间的是圆锥形的丝状乳头，丝状乳头不含有味蕾主要起支持作用。
味蕾是人类的味觉感受器，主要分布在舌面，上颚以及咽喉的黏膜处，哺乳动物的味蕾大体呈球状，球状的顶部在口腔上皮表面有个开口，称之为味孔[5]。 味觉是通过味觉受体细胞（taste-receptor cell, TRC）产生的。味受体细胞主要集中在味蕾中，而味蕾主要分布在舌、上颚和咽喉黏膜的乳头上。每个乳头上都有一到上百个味蕾，每个味蕾中都有50-150个味觉受体细胞，这些细胞根据它的结构可分为四类，即暗细胞（Ⅰ型）、亮细胞（Ⅱ型）、及基细胞[6]。前两类细胞主要负责味觉的感受，暗细胞呈细长的梭型，从味蕾的底部延伸到顶部，在顶部的末端有很多细小的绒毛，因其和嗜碱性染料有高亲和力，相反，亮细胞和嗜碱性染料有低亲和力，虽然同样是长梭型细胞，但是其在顶部有单根大的球棒状绒毛。亮细胞和暗细胞都是味觉感受细胞，由延伸的传入神经纤维支配，在其基底面有大量的突触负责感受味觉信息。顶端的微绒毛和底部的感觉神经纤维形成突触，而突触前膜是味觉感受的特化结构。微绒毛从味孔伸出，浸润在口腔的唾液中，当溶解于唾液中的化学物质和微绒毛上的味觉受体结合时，味觉受体蛋白就被激活，使得味觉转导信号级联放大，引起分布于味觉感受细胞基底层的感觉神经纤维兴奋，并逐级经过脑干向上传递至味觉中枢进行信号处理，最终引发味觉的适应性反应。味受体细胞识别不同的味觉刺激并编码成神经电信号，这些味觉电信号通过特殊的感觉神经被传送到大脑皮层，最终转变成人类能够感受到的味觉刺激。
1.2.3 甜味信号的转导
据功能学研究表明，甜味和鲜味是由味觉受体第一家族（T1Rs）T1R2 和T1R3介导的。它们在舌的轮廓乳头和叶状乳头的味觉受体细胞中共表达，以聚合物的形态发挥作用。T1R3能够在舌及上颚的某些区域的TRC中单独发挥作用，这类细胞能够对天然甜味剂产生反应。在哺乳动物的味觉信号转导过程中涉及多种分子标记，如味导素。味导素是味觉特异性信号偶联蛋白，在哺乳动物的甜味与苦味传导过程中起重要作用[7]。研究表明 天然糖类或人工甜味剂刺激味觉受体 T1R2+T1R3 会激活包括 α-gustducin 的细胞内信号分子， 这些过程刺激外周味觉神经 进而作用于大脑味觉系统[8]。
不同的的甜味刺激物具有不同的甜味反应转导途径。
(1) GPCR2-GS2-cNMP途径
蔗糖等天然糖类物质能与T1R2 /T1R3结合，激活αˉ味导素，进而活化磷酸二酯酶（PDE），使细胞质内的cAMP浓度降低，从而解除了环核苷酸（cNMP）对离子通道的抑制作用，使得细胞内被存储的钙离子释放出来，最终导致膜去极化和神经递质释放[9]。
(2) GPCR-2G α/ G β γ2-IP3途径
而人工甜味物质与T1R2 /T1R3结合，激活αˉ味导素，导致G蛋白β和γ亚基分离，释放出来的Gβ3HE Gγ13亚基激活磷脂酶-β2（phospholipase -β2,PLC-β2）, PLC-β2把磷脂酰基醇-4,5-二磷酸水解成二脂酰甘油（diacylglycerol,DAG）和肌醇三磷酸（inositol triphosphate,IP3）,IP3与第三类肌醇三磷酸受体（inositol triphosphate receptor 3,IP3R3）结合，导致细胞内细胞器器膜上IP3-门控钙离子通道的开放，细胞内存储的钙离子被释放出来，引起细胞质内钙离子浓度变高，进而引起瞬时受体电位M亚型5（transient receptor potential menlastatin 5,TRPM5）通道开放，钠离子流入细胞内，最终导致膜去极化和神经递质的释放。
摘要
目的：探究雌激素对小鼠蔗糖甜味偏好阈值、偏好率、体重及摄食的影响，为阐明雌激素影响甜味感知的外周机制奠定基础。方法：通过双侧卵巢切除术(ovariectomy, OVX)的方式构建雌激素缺乏小鼠模型，实验分为正常对照(Control)、假手术组(Sham)、卵巢切除术组(Ovx)、注射溶剂组(Ovx+Oil)和雌激素替代治疗组(Ovx+E)。术后恢复四周，采用双瓶喜好行为学研究小鼠蔗糖甜味偏好阈值、偏好率、甜味偏好模式，同时监测体重及摄食。结果:在低浓度时，Ovx组小鼠对蔗糖的偏好率低于Control或Sham组；Ovx组对蔗糖的偏好阈值与Control或Sham组相比提高，而注射雌激素后(Ovx+E)偏好阈值恢复到对照组水平；与Control相比，Ovx组小鼠体重增加显著。实验组与对照组相比，偏好模式与摄食未发生显著性变化。结论：雌激素的缺失提高了小鼠体重以及对蔗糖溶液偏好阈值，降低了对低浓度蔗糖的偏好率。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:C57BL/6小鼠蔗糖甜味偏好雌激素
目录
1 引言 4
1.1 雌激素简介 4
1.2 甜味感知的生物学基础 4
1.2.1 味觉功能 4
1.2.2 甜味味觉识别 5
1.2.3 甜味信号的转导 6
1.2.4 受体 7
1.3 研究现状 8
1.4 研究目的 8
1.5 研究内容 8
1.6 研究意义 9
2 实验材料和方法 9
2.1 实验对象及环境 9
2.2 实验试剂和仪器 9
2.3.1 实验试剂: 9
2.2.2 实验仪器： 10
2.3 实验方法: 10
2.3.1 分组实验 10
2.3.2 记录实验数据 10
2.3.3 数据处理 11
3 结果 12
3.1 雌激素对成年C57BL/6小鼠蔗糖感知阈值、偏好模式及偏好率的影响12
3.2 雌激素对成年C57BL/6小鼠体重的影响 13
3.3 雌激素对成年C57BL/6小鼠摄食量的影响 14
4 讨论 15
参考文献 16
致谢 18
1 引言
1.1 雌激素简介
雌激素由脊椎动物的卵巢、睾丸、胎盘或肾上腺皮质所产生的18-碳固醇激素,哺乳动物的雌激素刺激雌性生殖器官的生长和修复,决定雌性的第二性征,影响生殖功能和性行为,刺激特殊mRNA和蛋白质在靶组织中的合成,调控基因的表达。其制剂种类繁多，包括天然雌激素、半合成雌激素及合成雌激素，有长效、短效等等。然其基本作用相同。药理作用有：① 促进女性生殖器的生长与发育，使子宫内膜增生和阴道上皮角化;② 增强子宫平滑肌的收缩，提高子宫对缩宫素的敏感性;③ 对下丘脑和腺垂体有正、负反馈调节，间接影响卵泡发育和排卵;④ 抗雄激素作用。雌孕激素合用的避孕药，经长期观察未证明有致癌作用。目前关于雌激素影响甜味感知能力机制问题的研究，在国内外仍处于空白。一般认为，雌激素主要通过其受体发挥作用，经典的雌激素受体ERα、ERβ是核受体，当雌激素与其结合使其激活后各自形成二聚体，与靶基因的雌激素反应原件（EREs, estrogen response elements）相结合，直接或间接作用于靶基因的启动子而发挥转录因子的作用，这是一个慢速作用过程，需要几小时甚至几天时间[16]；另外雌激素也会通过与膜型雌激素受体结合而发挥快速调节作用[17]。目前膜型雌激素受体主要有两种[18]：（1）具有7次跨膜结构的G蛋白偶联受体GPR30, 雌激素作用于膜上的GPR30，可以通过快速和慢速两条途径发挥对细胞兴奋性的影响；（2）ERα、ERβ在细胞膜上也有存在，其以二聚体的形式发挥快速调节作用。雌激素受体广泛分布于女性体内的400 多个部位，包括口腔粘膜和唾液腺[19]。最近有研究提示[20]，雌激素在大鼠的轮廓味蕾的II型细胞中存在生物合成，雌激素可能是味觉信号转导的重要调控者。雌激素对味觉感知能力和摄食行为的影响不容忽视，特别是更年期女性，因为会影响其肥胖或糖尿病的发生。
1.2 甜味感知的生物学基础
1.2.1 味觉功能
在日常生活中，味觉具有为我们辨识食物的营养价值和避开有毒物质的功能。经过长期的研究发现，目前认为哺乳动物能够识别甜、鲜、苦、酸、咸 这五种基本味道[1]。甜味与鲜味受体属于味觉受体第一家族[2]，苦味受体属于味觉受体第二家族[3]。甜味通常代表着富含能量，鲜味代表着食物富含蛋白质，咸代表着食物含有一定的无机盐，可以调节身体的水盐平衡，而酸和苦则暗示了物质可能具有毒性。然而味觉它的功能不仅仅在于辨别不同的味道，而且和所提取的营养物和的外界环境调节也有一定的联系。目前研究表明，一些口腔疾病、内分泌失调、神经功能紊乱以及慢性消耗性疾病等都将会导致味觉的退化和消失。然而，对味觉受体的研究有助于帮助我们揭示味觉消失的原因，从而找出方法帮助味觉消失的病人恢复正常的味觉机制。
1.2.2 甜味味觉识别
对着镜子观察我们的舌头，会发现舌头表面是粗糙不平的，上面有很多突起，我们称它为舌乳头。哺乳动物的舌背分布着四种乳头：丝状乳头、菌状乳头、轮廓乳头和叶状乳头[4]。在显微镜下，直径1mm左右的红色圆形突起因为酷似蘑菇，所以称之为菌状乳头。在舌根处的舌乳头比菌状乳头大很多，且每个突起周围还有一些环形结构，我们称之为轮廓乳头，在菌状乳头和轮廓乳头之间的是圆锥形的丝状乳头，丝状乳头不含有味蕾主要起支持作用。
味蕾是人类的味觉感受器，主要分布在舌面，上颚以及咽喉的黏膜处，哺乳动物的味蕾大体呈球状，球状的顶部在口腔上皮表面有个开口，称之为味孔[5]。 味觉是通过味觉受体细胞（taste-receptor cell, TRC）产生的。味受体细胞主要集中在味蕾中，而味蕾主要分布在舌、上颚和咽喉黏膜的乳头上。每个乳头上都有一到上百个味蕾，每个味蕾中都有50-150个味觉受体细胞，这些细胞根据它的结构可分为四类，即暗细胞（Ⅰ型）、亮细胞（Ⅱ型）、及基细胞[6]。前两类细胞主要负责味觉的感受，暗细胞呈细长的梭型，从味蕾的底部延伸到顶部，在顶部的末端有很多细小的绒毛，因其和嗜碱性染料有高亲和力，相反，亮细胞和嗜碱性染料有低亲和力，虽然同样是长梭型细胞，但是其在顶部有单根大的球棒状绒毛。亮细胞和暗细胞都是味觉感受细胞，由延伸的传入神经纤维支配，在其基底面有大量的突触负责感受味觉信息。顶端的微绒毛和底部的感觉神经纤维形成突触，而突触前膜是味觉感受的特化结构。微绒毛从味孔伸出，浸润在口腔的唾液中，当溶解于唾液中的化学物质和微绒毛上的味觉受体结合时，味觉受体蛋白就被激活，使得味觉转导信号级联放大，引起分布于味觉感受细胞基底层的感觉神经纤维兴奋，并逐级经过脑干向上传递至味觉中枢进行信号处理，最终引发味觉的适应性反应。味受体细胞识别不同的味觉刺激并编码成神经电信号，这些味觉电信号通过特殊的感觉神经被传送到大脑皮层，最终转变成人类能够感受到的味觉刺激。
1.2.3 甜味信号的转导
据功能学研究表明，甜味和鲜味是由味觉受体第一家族（T1Rs）T1R2 和T1R3介导的。它们在舌的轮廓乳头和叶状乳头的味觉受体细胞中共表达，以聚合物的形态发挥作用。T1R3能够在舌及上颚的某些区域的TRC中单独发挥作用，这类细胞能够对天然甜味剂产生反应。在哺乳动物的味觉信号转导过程中涉及多种分子标记，如味导素。味导素是味觉特异性信号偶联蛋白，在哺乳动物的甜味与苦味传导过程中起重要作用[7]。研究表明 天然糖类或人工甜味剂刺激味觉受体 T1R2+T1R3 会激活包括 α-gustducin 的细胞内信号分子， 这些过程刺激外周味觉神经 进而作用于大脑味觉系统[8]。
不同的的甜味刺激物具有不同的甜味反应转导途径。
(1) GPCR2-GS2-cNMP途径
蔗糖等天然糖类物质能与T1R2 /T1R3结合，激活αˉ味导素，进而活化磷酸二酯酶（PDE），使细胞质内的cAMP浓度降低，从而解除了环核苷酸（cNMP）对离子通道的抑制作用，使得细胞内被存储的钙离子释放出来，最终导致膜去极化和神经递质释放[9]。
(2) GPCR-2G α/ G β γ2-IP3途径
而人工甜味物质与T1R2 /T1R3结合，激活αˉ味导素，导致G蛋白β和γ亚基分离，释放出来的Gβ3HE Gγ13亚基激活磷脂酶-β2（phospholipase -β2,PLC-β2）, PLC-β2把磷脂酰基醇-4,5-二磷酸水解成二脂酰甘油（diacylglycerol,DAG）和肌醇三磷酸（inositol triphosphate,IP3）,IP3与第三类肌醇三磷酸受体（inositol triphosphate receptor 3,IP3R3）结合，导致细胞内细胞器器膜上IP3-门控钙离子通道的开放，细胞内存储的钙离子被释放出来，引起细胞质内钙离子浓度变高，进而引起瞬时受体电位M亚型5（transient receptor potential menlastatin 5,TRPM5）通道开放，钠离子流入细胞内，最终导致膜去极化和神经递质的释放。
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