《食品科学》：华南农业大学高向阳教授等：味觉感知的人体肠-脑轴信号传导机制研究进展

味觉是生物的基本生理感觉之一，对维持体内的营养平衡至关重要。味觉系统可保证对食品中营养物质和能量摄入，同时有效避免摄入有毒有害物质。味觉的产生是呈味物质作用于味觉受体及相关味觉细胞，由味觉受体蛋白介导，通过细胞内信号转导和神经递质释放的途径传递至神经中枢。

肠-脑轴是肠神经系统和中枢神经系统之间双向的信息交流通路，其能够联系大脑认知、情感中枢与肠道功能。目前肠-脑轴的研究大部分在医学方面，参与多种疾病的发病过程，如肠道炎症性疾病、神经退行性疾病等，关于味觉相关的肠-脑轴神经回路研究较少。华南农业大学食品学院，广东省功能食品活性物重点实验室的赵孟斌、张琦梦、高向阳*等对近年来味觉在肠-脑轴中的调节机制、胃肠道中味觉感知通路及味觉信号传导机制方面综述如下。

1、胃肠道的脑肠肽激素

近年来研究表明味觉不仅仅在舌组织中被感受，胃肠道也可通过内分泌细胞上与舌组织相似的味觉受体和化学感受信号通路来感受不同的味觉。肠道中的味觉物质可以通过受体的识别、胃肠道激素的分泌和神经系统传入大脑，从而通过肠-脑轴产生一系列的行为。在肠道味觉信号传导分子机制的研究中发现，T2Rs和味导素可以在能够产生PYY和GLP-1的肠道L细胞中表达。

肠-脑轴传导过程涉及脑肠肽激素，与味觉、食欲有关，可分为两类：一类是促食欲肽如Ghrelin；另一类是抑食欲肽如PYY、GLP-1、CCK等，部分脑肠肽激素见表1。

2、胃肠道中味觉感知通路的发现

一些研究在肠内分泌细胞中鉴定了T1R家族成员和味导素，表明除了口腔，胃肠道中也存在着对甜味和鲜味的感知机制。Stamataki等报道葡萄糖能够激活小鼠胃肠道中的甜味受体T1R2-T1R3，并发现该甜味受体在人肠道内分泌细胞中也有表达。Tan等通过设计T1R2-T1R3缺陷型小鼠证明了小鼠肠道对糖的偏好，表明肠道能够对甜味做出反应。Meyer-Gerspach等通过给予小鼠肠道不同浓度的葡萄糖刺激，发现肠道味觉感受器有不同程度的响应。葡萄糖的吸收也受到胃肠道的控制，Shirazi-Beechey等的研究表明，Na ＋ /葡萄糖共转运体1的表达受到T1R2-T1R3调控。除了对葡萄糖，肠道中甜味敏感的T1R2-T1R3受体也被证明对人工甜味剂有反应，Moran等发现，猪小肠的EC细胞表面表达的甜味受体T1R2-T1R3能够感知三氯蔗糖等人工甜味剂，同时还发现了信号转导分子味蛋白。

3、肠-脑轴味觉信号传导机制

肠道与大脑之间的联系

胃肠道是由中枢神经系统、自主神经系统和肠神经系统共同控制的。肠神经系统来源于神经嵴细胞，分布于2个互相连接的神经丛，即肌间神经丛和黏膜下神经丛。肠神经系统包括感觉神经元、中间神经元、运动神经元和神经胶质细胞，是外周神经系统的一部分，也是控制胃肠道功能的自主神经系统的一个分支，可以自主调控消化系统局部的生理状态。另外，肠神经系统的初级传入神经具有感知肠道激素（如GLP、CCK和PYY）的能力，可以被肠道内的味觉物质激活。

肠道与大脑之间的联系主要有两种方式。一方面，肠神经系统通过交感神经系统和副交感神经系统的运动和感觉神经纤维与大脑中枢神经系统相连，最近的研究表明，迷走神经的神经末梢分布于肠道的黏膜中，胃肠道可通过其感觉纤维将信息投射到孤束核从而传递至大脑；另一方面，肠道中存在着肠内分泌细胞，可与感觉神经纤维形成突触相连，并且肠内分泌细胞释放的激素可作用于下丘脑的弓状核或通过迷走神经作用于脑干的孤束核，来调控大脑的饥饿和饱腹感中枢。

肠-脑轴的味觉感应

味觉激活大脑中枢神经系统：Tsurugizawa、Kondoh等利用大鼠模型，通过磁共振功能成像发现胃内的葡萄糖、谷氨酸钠（MSG）和NaCl能导致前脑激活，且切断迷走神经抑制了脑激活，表明迷走神经是在肠-脑轴之间传递信息的主要途径。Otsubo等通过测量Fos蛋白（神经元激活的标志物），进一步明确了大鼠分别经MSG、葡萄糖、NaCl灌胃后的大脑皮层激活位点，大鼠灌胃后，鲜味代表物质MSG激活肠道迷走神经传入纤维，从而显著激活大脑缰核、杏仁核和下丘脑亚核的神经网络，但未鉴定出鲜味物质MSG激活的神经元类型。另外，Otsubo等还指出切断肠道迷走神经可减少肠胃内MSG对大脑的激活，由此推测迷走神经是味觉物质激活大脑区域的重要通路，对肠道中味觉物质和激活大脑皮层区域之间的迷走神经的确切研究，有助于明确肠-脑轴中的味觉感应机制。

肠-脑轴神经回路：Williams等研究了肠-脑轴中对味觉营养物质和肠道蠕动有反应的感觉神经元，并从基因上定义了GPR65、GLP-1受体两种不同类型的肠道到大脑的传入神经元，GPR65神经元密集分布于肠绒毛，用于检测营养物质，而GLP-1受体神经元则形成专门的终端，可用于检测胃肠道的蠕动。它们在不同程度上监控和控制消化系统，是肠-脑轴信号相关的感觉生物学和神经回路的关键分子基础。

味觉感知的人体肠-脑轴信号传导机制假说：小鼠和人的胃肠道均表达T1R1、T1R2和T1R3味觉受体、α-味导素及磷脂酶-β2（PLC-β2），鲜味刺激小鼠肠道能激活鲜味受体T1R1和T1R3，并导致瞬时受体电位M亚型5（TRPM5）通道开放，促进肠内分泌细胞产生GLP-1和CCK等激素。Rozengurt等发现胃肠道苦味刺激可激活α-味导素，通过活化磷酸二酯酶来降低细胞内3’,5’-环腺苷酸（cAMP）的水平，升高细胞内Ca 2＋ 浓度，触发TRPM5通道，进而引起肠内分泌细胞分泌CCK、PYY和GLP-1等激素。

4、味觉偏好的发现

最近，Tan等研究了肠-脑轴对糖偏好的神经基础，并证明迷走神经和脑干中的神经元群通过肠-脑轴被激活，从而产生对糖的偏好。他们利用功能成像技术监测肠-脑轴的活动，发现了肠道葡萄糖激活的迷走神经细胞。但值得注意的是，虽然发现甜味受体在肠内分泌表达，但并不参与糖偏好的过程，说明糖偏好的神经回路与肠-脑轴对甜味识别的神经回路是有区别的，这两种回路相互作用，共同调控营养摄取和味觉识别。糖偏好的发现将促使学者们确定肠-脑轴中是否存在其他的味觉营养物质偏好，有可能揭示舌味觉系统与肠-脑轴味觉系统之间的相互联系。

5、结 语

胃肠道中味觉感知通路的发现揭开了肠-脑轴味觉感应机制的研究。胃肠道中的脑肠肽激素是肠-脑轴之间信息交流的基础，当肠道中的味觉物质与肠内分泌细胞接触时，肠内分泌细胞上的味觉受体会专门识别味觉物质，并刺激细胞分泌CCK、PYY等脑肠肽激素，而这些激素会被肠-脑轴之间的神经元突触识别，神经元将味觉信息传递至大脑中枢系统，从而特异性地激活相应的如伏隔核、背侧下丘脑等大脑区域，大脑根据传入的味觉信息作出指令，调控人体生理状态。在此肠-脑轴味觉信号传导机制下，目前的研究仅限于一些味觉受体和神经元的识别，大部分为甜味。然而，关于味觉相关的肠-脑轴神经回路研究仍然处于初始阶段，并未对肠-脑轴味觉感应本质及原因进行深入研究。

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通信作者简介

高向阳，博士，教授，硕士生导师，广东省功能食品天然活性物重点实验室副主任。从事食品用酶的发掘和应用技术、食品生物化学、发酵转化和酶催化技术及生物转化过程中风味、功能物质形成及代谢调控机制的教学与研究工作。先后主持国家、省级科研课题5项，主要参加国家级科研课题4项，省级科研课题8项，主持国家级课题1项，省级课题4项，横向合作研究课题12项，参与了2项科技成果鉴定。获国家发明专利15件；出版教材5部；发表科研论文六十余篇；获得2010年广东省科学成果二等奖、2015年广东省农业技术推广二等奖、2020年广东省科技进步奖一等奖；参与多项行业地方标准的审定。

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第一作者简介

赵孟斌，华南农业大学食品学院广东省功能食品天然活性物重点实验室硕士研究生，主要研究方向为：肠脑轴鲜味信号传导机制研究。

本文《味觉感知的人体肠-脑轴信号传导机制研究进展》来源于《食品科学》2022年43卷11期197-203页，作者：赵孟斌，张琦梦，宋明月，刘果，曹庸，高向阳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210610-143。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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