Modulation in neural representation of geniculate ganglion by glial-like taste cells

Abstract

Recognition of the five basic tastes is processed by taste cells in a taste bud. Of these cells, glial-like type I cells which do not express taste receptors account for 80% of the taste bud. Many scientists have believed that taste cells interact with each other through neurotransmitters. However, type I cells, of three types of taste cells that do not have receptors for taste substances to respond indirectly to them, have not yet found their functions. Here, this study shows that the taste information modulated by activation of type I cells is shown in the geniculate ganglion where the cell bodies of the nerves converge by using the calcium imaging technique. First of all, I updated the previously described protocol for more stable and long-term calcium imaging of the geniculate ganglion in vivo by simplifying the steps of surgery. Then, by using the results of the specific purinergic receptor, P2Y2 receptor, expression in type I cells from the RNA data in our laboratory, its specific agonist Diquafosol was used to activate type I cells. 40 mM Diquafosol in physiological saline showed a positive effect on the sweet taste at the neural level. Also, as oxytocin can induce strong activation in type I cells, oxytocin was chosen as another agonist for type I cells, but the effect was heterogeneous. These results demonstrate that the activation by the purinergic receptor from type I cells is likely to modulate taste transmission but that by the oxytocin receptor is ambiguous. I anticipate that these approaches show the possibility of a modulatory function of type I cells in a taste bud through purinergic signaling rather.

다섯 가지 기본 맛은 미뢰에 있는 미각세포를 통해 인지되고 슬신경절에 세포체를 구성하는 미각신경으로 신호가 전달된다. 이 중 미각수용체를 발현하지 않는 미각교세포인 유형 1 세포는 미뢰의 80% 부피를 차지한다. 많은 연구에서 미각 세포들 간에 신경전달물질을 통한 상호작용이 있을 것이라고 믿어왔다. 하지만, 맛 물질에 간접적으로 반응할 수 있는 미각교세포는 맛에 대한 반응이 어떤 기능을 가지는지 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 칼슘 영상 기법을 이용하여 미각세포로부터 전달된 신호를 받는 슬신경절 이미징을 통해 유형 1 세포의 활성화에 의한 미각 정보의 변화를 관찰하였다. 먼저, 기존 방법보다 수술 단계를 단순화하여 생체 내 슬신경절의 안정적이고 장기적인 칼슘 이미징을 가능하게 한 이미징 셋업을 구축하였다. 그런 다음, 본 연구실의 RNA 데이터로부터 유형 1 세포에서 P2Y2 수용체 발현 결과를 기반으로 하여 특정 작용제인 Diquafosol (DQ)를 사용한 유형 1 세포 활성화를 유도하였다. 특히, 40 mM 농도의 DQ가 슬신경절의 단맛 반응을 강화시키는 현상을 보였다. 또한, 유형 1 세포의 옥시토신 수용체의 발현 결과를 이용하여 옥시토신을 또다른 작용제로 선택하였다. 본 연구실에서 옥시토신에 의해 유형 1 세포가 강하게 반응하는 것을 보였지만 DQ와 달리 신경절에서의 변화를 확인하기 힘들었다. 종합하면, 본 연구는 퓨린성 신호전달이 미뢰에서 유형 1 세포의 조절 기능의 가능성을 보여준다.