מבחן טעימה: קצר, המאומת בדיקה
Summary
פרוטוקול זה מודד תגובות הטעם האנושי, כולל הערכה אנטומי קצרה, מבחן טעימות קצר ו שיטת אימות באמצעות מדווחת תחושה וטעם קולטן גנוטיפ הנבדק.
Abstract
החשיבות המתעוררים של טעם רפואה המחקר הביו-רפואי, מידע חדש על בסיס גנטי שלה, הניעה אותנו להשלמת שיטות לבדיקת טעם קלאסי בשתי דרכים. ראשית, נסביר כיצד לעשות הערכה קצרה של הפה, כולל הלשון, כדי להבטיח כי טעם ואדומות סטיגמטה והיו שלמים הנוכחי, לציין עדות רלוונטית המחלה. שנית, אנו לצייר על גנטיקה לאימות נתוני בדיקות טעם בדו חות בהשוואת של עוצמת מרירות הנתפסת של קולטן מולדת אחרים. הכתבים בין מדדים אובייקטיביים של גנוטיפ ודוחות הסובייקטיבית של טעם ניסיון יכול לזהות שגיאות אוסף נתונים, נושאים מוסחת או לאלה שלא הבינו או ההוראות. הציפייה שלנו הוא כי בדיקות טעם חוקית ומהירה עשוי לשכנע חוקרים ומטפלים להעריך טעם באופן קבוע, ביצוע בדיקות טעם נפוץ כמו בדיקת השמיעה והראייה. לבסוף, מכיוון ברקמות רבות בגוף אקספרס קולטני טעם, טעם תגובות עשוי לספק בשרת proxy עבור רקמות רגישות במקומות אחרים בגוף, לשמש ובכך, בדיקה מהירה, בשלב של טיפול כדי מדריך האבחון, כלי מחקר כדי להעריך את טעם קולטן פונקציה של חלבונים.
Introduction
מדדים של תפיסת הטעם האנושי יכול להיות חלק של טיפול רפואי והן מטרת המחקר הביו-רפואי, אך הטעם קיבלה תשומת לב לתהודה לעומת השמיעה והראייה (טבלה 1). מנקודת מבט רפואית, כאשר קלינאים להעריך חולים מתלוננת על אובדן הטעם, ברוב המקרים ההפסד בפועל הוא הריח1, אשר הובילה פיטורין אובדן הטעם כמו תלונה המציג נדיר ולא חוקיים לעיתים קרובות. טעם עיוותים (dysgeusia) נפוצים יותר, לעתים קרובות נובעים מתופעות המשנה של תרופות או במערכת העצבים ההיקפית פגיעה2,3, אך גם לטופס יש טיפול יעיל (מלבד הפסקת התרופה). קלינאים גם להתעלם אובדן הטעם משום שעד כה היה ערך אבחוני או prognostic בכוחות עצמו. עם זאת, למרות המדד של טעם כבר חור נידח, זה עשוי להיות נכנס כעת הרפואה הרגילה עם תחייתה הערכה היסטורית כי הטעם עשוי להיות כלי אבחון או prognostic4,5. למשל, מרירות התפיסה יכול לחזות את תפקוד מערכת החיסון6 או הנכונות של המטופל לקחת תרופות7. למרות זאת, חוקרים ביו במידה רבה הזניחו את הטעם. זה חוסר תשומת לב עשוי, משקפים בחלקו, העובדה מוקדם התקדמות בהבנת מערכת חושית זו יש השורשים ב פסיכולוגיה ניסויית8, שדה שבו אלה ברפואה עשוי להיות מוכר יחסית. יתר על כן, עניין מחודש טעם הביא עמו שיטות טעם מתוקננת9 הבנויים על שיטות קודמות10, אשר בעת מקיף הם ממושך מתאים עבור הגדרות קליניים. לבסוף, ביטחון טעם אמצעים יכול להיות חלש כי נושאים הדו ח מניסיונם האישי ואת האימות של התצפיות שלהם עד כה חסר. תקוותנו היא כי אמצעי פשוט זה חוקרים או clinicians באפשרותך לנהל בקלות ירוויח בפופולריות עם שני המרכיבים. כאן נתאר פרוטוקול מבחן הטעם פשוט יש שלושה חלקים: הערכה של חלל הפה, מבחן הטעימות צעד אימות באמצעות גנוטיפ מולדת. ראשית, אנו מספקים הקשר הביולוגי נהלים אלה, אשר מיזוג שיטות פשוטות רפואה, אמצעי החישה מן בפסיכולוגיה ניסויית ובדיקת תגובות באמצעות גנוטיפ וגנטיקה.
תפיסת הטעם מתחיל בפה, אז מבחן הטעם יעילה צריכה לכלול הערכה קלינית קצרה עבור ברור למניעת מחלות, אדמומיות, נפיחות ועוד דהוי. חלל הפה מכיל שבעה אתרי משנה: הלשון, חניכיים, רצפת הפה buccal רירית, רירית שפתיים, בחך, את trigone retromolar. מחקרים שנעשו בעבר הטעם האנושי התמקדו משתתפים בריאים או כאלה עם מחלות מוגדרים היטב, אך בדיקות טעם הופך שגרה בבחינות רפואי, חשוב לתעד את התנאי של חלל הפה במסגרת ההליך.
הלשון עצמה היא מבנה שרירי עטוף רירית; מנקדים את המשטח הגבי שלה הם ואדומות סטיגמטה והיו שלמים, המבנים מוגבה קטן לתת הלשון שלה מרקם ייחודי ומכילות התאים הקולטים טעם. נסווג ואדומות סטיגמטה והיו שלמים לפי צורתם: fungiform, filiform, foliate ו circumvallate. Fungiform ואדומות סטיגמטה והיו שלמים (FP) anterolaterally ממוקם על הלשון, עגולים, עם צורה פטריות11. החוקרים פרסמו מספר שיטות שימושי לכמת FP, אנחנו מכוונים את הקוראים למקורות אלה עבור מדידה פרוטוקולים12,13,14,15,16. Foliate ואדומות סטיגמטה והיו שלמים, בצורת הדפים של ספר (הנמצא בניהול), ממוקמים באופן בלעדי על הצד האחורי לרוחב לשון משטח11. Circumvallate ואדומות סטיגמטה והיו שלמים, למצוא את terminalis sulcus בבסיס הלשון, הם מבנים גדולים בצורת כיפה, מוקף קירות הרירית (לטינית כך, “סראונד”, + וואליום, “קיר”)11. רוב רבים ואדומות סטיגמטה והיו שלמים, filiform, ארוכים ודקים, אינם מכילים קולטנים טעם.
אנשים נבדלים הלשון אנטומיה. בעוד מקורות זו וריאציה אנטומי לא ידוע, הוא נקבע בחלקו על ידי וריאציה גנטית מולדת, עם חוקרים דיווח 31% קונקורדנציה של הלשון אנטומית בין dizygotic קונקורדנציה תאומים ו- 60% בקרב תאומים מונוזיגוטיים17. צפיפות papillary גם שונה בין אנשים, ותוצאות למרות שזה נדיר, מחלה גנטית אחת לפחות (דיסאוטונומיה) בהעדר טעם ואדומות סטיגמטה והיו שלמים18,19,20מולדות. לכן, לפני ביצוע בדיקות כאינטגרציה, זה עוזר לאשר את הנוכחות של FP כחלק המבדק קצר ורשום את גודלו היחסי ואת הצבע של הלשון או ראיות של מחלות פה.
טעם ואדומות סטיגמטה והיו שלמים להכיל את חושי תאים זה אחרי גירוי תחושות טעם אתחול. בני אדם מסוגלים חישה לפחות חמישה שיעורים של טעם: מלוח, חמוץ, מריר, מתוק ו של אמאמי. בעוד מלוח, מתוק, וטעמים של אמאמי לסמן הנוכחות של מקורות מזון רב ערך המכיל נתרן כלורי, גלוקוז, חומצות אמינו, בהתאמה, חמיצות ומרירות אות הנוכחות של פוטנציאל רעלים וחומצות של פירוק חיידקיים של מזון, בהתאמה, יוצרים התנהגות aversive21. טעם מלוח, חמוץ הם transduced דרך ההפעלה של תעלות יונים נמצאו בכמה סוגי תאים טעם, למרות ההבנה של התמרה חושית מלח מתפתחת, ייתכן שיהיה צורך סוג אני גם תאים22,23. המר מתוק, של אמאמי נובעים הפעלה של G-חלבון בשילוב קולטנים על סוג II טעם תאים, אחד כרויות טעם מסוים. Heterodimers של subunits של שלושה קולטנים מסוים מגלי של אמאמי מאכלים מתוקים בזמן תרכובות מריר להפעיל קבוצה של 25 קולטנים מריר שונים24. לאותם קולטנים מריר יכול להגיב מספר תרכובות מריר, תרכובת מריר יחיד לעיתים קרובות מגרה קולטן אחד או יותר25. למרות הרחבת הידע על הבסיס המולקולרי של טעם האחרונה, הרומן משעולים26 ותגליות חדשות מעבר איכויות הטעם חמש מסורתי (למשל, תפיסת28 27 או חומצת שומן סידן) ייתכן וקודרים לקראתנו.
ישנם לפחות שני היבטים מפתיע של המשפחות טעם של קולטנים: הגנים קוד עבור רצפטורים אלו ניתן נבדלים במידה ניכרת רצף ה-DNA, ומכאן לתפקד בין אנשים, ברקמות רבות בגוף אקספרס אלה הגנים21,29 , 30 , 31. extraoral באתרים אלה כוללות את המוח, בלוטת התריס, העליון והתחתון בדרכי הנשימה, של מערכת העיכול, בקרב רבים אחרים21,29,30,31. בעוד קולטני טעם במקומות שאינם משתתפים תפיסת הטעם במובן המסורתי, חשות סביר29,את הסביבה המקומית כימי32. לדוגמה, ciliated האפיתל של דרכי הנשימה העליונות מבטאת את הקולטן מריר T2R38 (38 קולטן טעם מריר), אשר מגיב תרכובות כימיות מיוצר על ידי חיידקים ומשפיע על תגובה חיסונית מולדת32, כגון הגדלת בשחרור ליחה ורמות של תחמוצת החנקן ו פפטידים אנטי מיקרוביאליים. ממצא זה יש השלכות רפואיות על rhinosinusitis כרונית, מחלה של זיהום חיידקי כרוני ודלקת בדרכי הנשימה העליונות של הסינוס.
הרלוונטיות לטעם הבחינה שנתאר כאן זה הקולטן טעם מר T2R38, מקודדת על ידי הגן TAS2R38 , תערוכות השתנות גנטי, הטעם משתנה ולכן ורגישות. הבדלים תפיסתיים עבור phenylthiocarbamide מתחם מריר (PTC) תוארו לראשונה על ידי הכימאי ארתור פוקס33; מאוחר יותר תרכובת זו אותרו אגוניסט הקולטן T2R3834. ההבדלים נובעים רצף הדנ א של הגן TAS2R38 , שבו יש שלושה נוקלאוטיד יחיד פולימורפיזמים, כל החלפת חומצת אמינו מניב (A49P, A262V ו- I296V; ת: אלנין, פרולין p:, v: ולין, איזולאוצין א’). Haplotypes נפוצים שני לגרום, PAV ו- AVI, עם יחידים או פאב בהאג’י/PAV להיות רגישה מאוד PTC (“הטועמים”), אבי/אבי יחידים להיות יחסית רגישות (“אי-הטועמים”), ואנשים משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים AVI/PAV להיות משתנה נוסף בתהליך את רגישותם 35. ישנן דוגמאות נוספות של וריאציה גנטית המשפיעים על תפיסת מריר, למשל, טעם קולטן T2R19, מקודדת על ידי הגן TAS2R19 , מוצגים באופן דומה השתנות גנטי ורגישות טעם שונות למתחם מריר כינין36. באופן דומה, וריאציה TAS2R31 משפיעה על המרירות הנתפסת של אחד ממתיקים העוצמה גבוה38,37,, או39.
כאן אנו מתארים שיטה מהירה לאפיון של החולה חוש הטעם שמושך לתפוקה גבוהה פרוטוקולים ברפואה קלינית, פסיכולוגיה ניסויית, גנטיקה.
Protocol
Representative Results
Discussion
המשמעות של שיטה זו הוא שהוא משתמש רב תחומית עם תכונות של הרפואה (הבחינה בעל-פה), בפסיכולוגיה ניסויית (מבחן הטעימות) וגנטיקה (שלב אימות). מידע טעם סביר לפתח ככלי אבחון ו prognostic כי טעם מספק חלון לתוך הפונקציה של חלבונים במקומות אחרים בגוף. מנקודת המבט פסיכולוגיה ניסויית, התוספת של בדיקה פשוטה ני…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
פרסים מ מכוני הבריאות הלאומיים נתמכת מחקר זה (R01DC013588 כדי NAC, R21DC013886 NAC, DRR, NIDCD ניהול מחקר תוספת כדי לקדם את הופעתה של המטפל-מדענים במחקר Chemosensory ג’ד). אספנו נתונים גנוטיפ ציוד שנרכשו באופן חלקי עם קרנות NIH OD018125.
Materials
| Disposable diagnostic penlight | Primacare | DL-9223 | |
| UltraLite Pro headlight | Integra LifeSciences | AX2100BIF | |
| Millipore Q-Gard 2 water purification system | EMB Millipore | QGARD00D2 | |
| Denatonium benzoate | Sigma Aldrich | D5765 | |
| Phenylthiocarbamide | Sigma Aldrich | P7629 | |
| Quinine hydrochloride dihydrate | Sigma Aldrich | Q1125 | |
| Sodium Chloride | Sigma Aldrich | S1679 | |
| Sucrose | Sigma Aldrich | S0389 | |
| Glass scintillation vials | Thomas Scientific | 1230L59 | Same as Wheaton catalog no. 986580 |
| Oragene Discover OGR-500 DNA collection kit | DNA Genotek | OGR-500 | |
| prepIT L2P Protocol reagents | DNA Genotek | PT-L2P-5 | |
| rs713598 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___8876467_10 | |
| rs1726866 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___9506827_10 | |
| rs10246939 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___9506826_10 | |
| rs10772420 TaqMan SNP genotyping assay | ThermoFisher Scientific | C___1317426_10 |
References
- Cowart, B. J., Young, I. M., Feldman, R. S., Lowry, L. D. Clinical disorders of smell and taste. Occupational Medicine. 12 (3), 465-483 (1997).
- Ackerman, B. H., Kasbekar, N. Disturbances of taste and smell induced by drugs. Pharmacotherapy. 17 (3), 482-496 (1997).
- Kveton, J. F., Bartoshuk, L. M. The effect of unilateral chorda tympani damage on taste. Laryngoscope. 104, 25-29 (1994).
- Fischer, R. A., Griffin, F. Pharmacogenetic aspects of gustation. Drug Research. 14 (14), 673-686 (1964).
- Joyce, C. R., Pan, L., Varonos, D. D. Taste sensitivity may be used to predict pharmacological effects. Life Science. 7 (9), 533-537 (1968).
- Adappa, N. D., et al. Genetics of the taste receptor T2R38 correlates with chronic rhinosinusitis necessitating surgical intervention. International Forum of Allergy & Rhinology. , (2013).
- Lipchock, S. V., Reed, D. R., Mennella, J. A. Relationship between bitter-taste receptor genotype and solid medication formulation usage among young children: a retrospective analysis. Clinical Therapeutics. 34 (3), 728-733 (2012).
- Bartoshuk, L. M., Carterette, E. C., Friedman, M. P. . Handbook of perception: Tasting and smelling. , 2-18 (1978).
- Coldwell, S. E., et al. Gustation assessment using the NIH Toolbox. Neurology. 80 (11 Suppl 3), S20-S24 (2013).
- Mueller, C., et al. Quantitative assessment of gustatory function in a clinical context using impregnated "taste strips". Rhinology. 41 (1), 2-6 (2003).
- Reed, D. R., Tanaka, T., McDaniel, A. H. Diverse tastes: Genetics of sweet and bitter perception. Physiological Behavior. 88 (3), 215-226 (2006).
- Miller, I. J., Reedy, F. E. Variations in human taste bud density and taste intensity perception. Physiological Behavior. 47 (6), 1213-1219 (1990).
- Shahbake, M., Hutchinson, I., Laing, D. G., Jinks, A. L. Rapid quantitative assessment of fungiform papillae density in the human tongue. Brain Research. 1052 (2), 196-201 (2005).
- Spielman, A. I., Pepino, M. Y., Feldman, R., Brand, J. G. Technique to collect fungiform (taste) papillae from human tongue. Journal of Visualized Experiments. 18 (42), 2201 (2010).
- Nuessle, T. M., Garneau, N. L., Sloan, M. M., Santorico, S. A. Denver papillae protocol for objective analysis of fungiform papillae. Journal of Visualized Experiments. (100), e52860 (2015).
- Sanyal, S., O’Brien, S. M., Hayes, J. E., Feeney, E. L. TongueSim: development of an automated method for rapid assessment of fungiform papillae density for taste research. Chemical Senses. 41 (4), 357-365 (2016).
- Spielman, A. I., Brand, J. G., Buischi, Y., Bretz, W. A. Resemblance of tongue anatomy in twins. Twin Research and Human Genetics. 14 (3), 277-282 (2011).
- Kalmus, H., Smith, S. M. The antimode and lines of optimal separation in a genetically determined bimodal distribution, with particular reference to phenylthiocarbamide sensitivity. Annals of Human Genetics. 29 (2), 127-138 (1965).
- Pearson, J., Finegold, M. J., Budzilovich, G. The tongue and taste in familial dysautonomia. Pediatrics. 45 (5), 739-745 (1970).
- Fukutake, T., et al. Late-onset hereditary ataxia with global thermoanalgesia and absence of fungiform papillae on the tongue in a Japanese family. Brain. 119 (Pt 3), 1011-1021 (1996).
- Kinnamon, S. C. Taste receptor signalling – from tongues to lungs. Acta physiologica. 204 (2), 158-168 (2012).
- Lewandowski, B. C., Sukumaran, S. K., Margolskee, R. F., Bachmanov, A. A. Amiloride-insensitive salt taste is mediated by two populations of type iii taste cells with distinct transduction mechanisms. Journal of Neuroscience. 36 (6), 1942-1953 (2016).
- Vandenbeuch, A., Clapp, T. R., Kinnamon, S. C. Amiloride-sensitive channels in type I fungiform taste cells in mouse. BMC Neuroscience. 9, 1 (2008).
- Margolskee, R. F. The biochemistry and molecular biology of taste transduction. Current Opinions in Neurobiology. 3 (4), 526-531 (1993).
- Meyerhof, W., et al. The molecular receptive ranges of human TAS2R bitter taste receptors. Chemical Senses. 35 (2), 157-170 (2010).
- Yee, K. K., Sukumaran, S. K., Kotha, R., Gilbertson, T. A., Margolskee, R. F. Glucose transporters and ATP-gated K+ (KATP) metabolic sensors are present in type 1 taste receptor 3 (T1r3)-expressing taste cells. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. , (2011).
- Tordoff, M. G. Calcium: taste, intake and appetite. Physiological Review. 81, 1567-1597 (2001).
- Reed, D. R., Xia, M. B. Recent advances in fatty acid perception and genetics. Advances in Nutrition. 6 (3), 353S-360S (2015).
- Blekhman, R., et al. Host genetic variation impacts microbiome composition across human body sites. Genome Biology. 16, 191 (2015).
- Hoon, M. A., et al. Putative mammalian taste receptors: a class of taste-specific GPCRs with distinct topographic selectivity. Cell. 96 (4), 541-551 (1999).
- Laffitte, A., Neiers, F., Briand, L. Functional roles of the sweet taste receptor in oral and extraoral tissues. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic. 17 (4), 379-385 (2014).
- An, S. S., et al. Tas2r activation promotes airway smooth muscle relaxation despite beta2-adrenergic receptor tachyphylaxis. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular. , (2012).
- Fox, A. L. The relationship between chemical composition and taste. Science. 74, 607 (1931).
- Fox, A. L. The relationship between chemical constitution and taste. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 18, 115-120 (1932).
- Bufe, B., et al. The molecular basis of individual differences in phenylthiocarbamide and propylthiouracil bitterness perception. Current Biol.ogy. 15 (4), 322-327 (2005).
- Reed, D. R., et al. The perception of quinine taste intensity is associated with common genetic variants in a bitter receptor cluster on chromosome 12. Human Molecular Genetics. 19 (21), 4278-4285 (2010).
- Bobowski, N., Reed, D. R., Mennella, J. A. Variation in the TAS2R31 bitter taste receptor gene relates to liking for the nonnutritive sweetener Acesulfame-K among children and adults. Science Reports. 6, 39135 (2016).
- Allen, A. L., McGeary, J. E., Knopik, V. S., Hayes, J. E. Bitterness of the non-nutritive sweetener acesulfame potassium varies with polymorphisms in TAS2R9 and TAS2R31. Chemical Senses. 38 (5), 379-389 (2013).
- Roudnitzky, N., et al. Genomic, genetic, and functional dissection of bitter taste responses to artificial sweeteners. Human Molecular Genetics. 20 (17), 3437-3449 (2011).
- Guo, S. W., Reed, D. R. The genetics of phenylthiocarbamide perception. Annals in Human Biology. 28 (2), 111-142 (2001).
- Bartoshuk, L. M., et al. Labeled scales (e.g., category, Likert, VAS) and invalid across-group comparisons: what we have learned from genetic variation in taste. Food Quality Prefererences. 14 (2), 125-138 (2003).
