Роль генетического полиморфизма TAS2R38 в патогенезе заболеваний органов дыхания

В настоящее время все больше появляется данных об экстраоральных рецепторах к горькому вкусу (TAS2R). В обзоре приводятся современные данные по полиморфизмам, особенностям экспрессии и функционирования 38-го подтипа TAS2R (TAS2R38), его молекулярных вариантах, различающихся степенью чувствительности к лигандам и их роли в патогенезе заболеваний органов дыхания. Показывается механизм трансдукции сигнала от вкусовых рецепторов, опосредованный G-белком. Приводятся сведения об участии TAS2R38 в системе местной защиты в реснитчатом эпителии дыхательных путей, его активации молекулами системы “quorum sensing” и связи с компонентами мукоцилиарного клиренса. Было показано, что действие лиганда на TAS2R38 приводит к активации NO-синтазы с последующей продукцией оксида азота (NO), запускающего ряд внутриклеточных реакций, ведущих к увеличению скорости биения ресничек мерцательного эпителия, а также оказывающего прямое антибактериальное действие. TAS2R38 также обнаруживается на лейкоцитах, причем его экспрессия с возрастом снижается, что может рассматриваться в качестве компонента общего старения иммунокомпетентных клеток организма. Известно, что активация TAS2R38, кроме того, способствует усилению фагоцитарной активности макрофагов, что также опосредовано действием G-белка и цГМФ. Рецепторы TAS2R рассматриваются и как структуры, ассоциированные с аллергическими заболеваниями, в частности с бронхиальной астмой. В ходе ряда исследований в группах детей с бронхиальной астмой было выявлено, что экспрессия большинства TAS2R выше у детей с тяжелой бронхиальной астмой. В других работах было показано, что у лиц с эозинофильным вариантом хронического риносинусита наблюдается более высокий уровень экспрессии TAS2R38 в верхних дыхательных путях в сравнении с таковым у лиц с хроническим риносинуситом без эозинофилии. На сегодняшний день функциональная значимость экстраоральных рецепторов к горькому вкусу изучена не в полной мере. В дальнейшем еще предстоит выполнить большой объем исследовательской работы для окончательного понимания роли TAS2R в патогенезе заболеваний органов дыхания.

1. Минеев В.Н., Сорокина Л.Н., Нёма М.А. Полиморфизм гена белка STAT6 и бронхиальная астма (обзор литературы) // Казанский медицинский журнал, 2009. Т. 90, № 1. С. 102-109.

2. Минеев В.Н., Сорокина Л.Н., Нёма М.А., Дубина М.В., Янчина Е.Д. Интронный полиморфизм rs324011 гена белка STAT6 у пациентов с различной тяжестью течения бронхиальной астмы // Казанский медицинский журнал, 2010. Т. 91, № 1. С. 12-15.

3. Bachmanov A.A., Beauchamp G.K. Taste receptor genes. Annu. Rev. Nutr., 2007, Vol. 27, pp. 389-414.

4. Campbell M.C., Ranciaro A., Froment A., Hirbo J., Omar S., Bodo J.M., Nyambo T., Lema G., Zinshteyn D., Drayna D., Breslin P.A., Tishkoff S.A. Evolution of functionally diverse alleles associated with PTC bitter taste sensitivity in Africa. Mol. Biol. Evol., 2012, Vol. 29, no. 4, pp. 1141-1153.

5. Chandrashekar J., Mueller K.L., Hoon M.A., Adler E., Feng L., Guo W., Zuker C.S., Ryba N.J. T2Rs function as bitter taste receptors. Cell, 2000, Vol. 100, no. 6, pp. 703-711.

6. Douglas J.E., Lin C., Mansfield C.J., Arayata C.J., Cowart B.J., Spielman A.I., Adappa N.D., Palmer J.N., Cohen N.A., Reed D.R. Tissue-dependent expression of bitter receptor TAS2R38 mRNA. Chem. Senses, 2019, Vol. 44, no. 1, pp. 33-40.

7. Gopallawa I., Freund J.R., Lee R.J. Bitter taste receptors stimulate phagocytosis in human macrophages through calcium, nitric oxide, and cyclic-GMP signaling. Cell. Mol. Life Sci., 2021, Vol. 78,no. 1, pp. 271-286.

8. Kawasumi T., Takeno S., Ishikawa C., Takahara D., Taruya T., Takemoto K., Hamamoto T., Ishino T., Ueda T. The Functional Diversity of Nitric Oxide Synthase Isoforms in Human Nose and Paranasal Sinuses: Contrasting Pathophysiological Aspects in Nasal Allergy and Chronic Rhinosinusitis. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, no. 14, 7561. doi: 10.3390/jms.22147561.

9. Lee R.J., Xiong G., Kofonow J.M., Chen B., Lysenko A., Jiang P., Abraham V., Doghramji L., Adappa N.D., Palmer J.N., Kennedy D.W., Beauchamp G.K., Doulias P.T., Ischiropoulos H., Kreindler J.L., Reed D.R., Cohen N.A. T2R38 taste receptor polymorphisms underlie susceptibility to upper respiratory infection. J. Clin. Invest., 2012, Vol. 122, no. 11, 4145-4159.

10. Maurer S., Wabnitz G.H., Kahle N.A., Stegmaier S., Prior B., Giese T., Gaida M.M., Samstag Y., Hänsch G.M. Tasting Pseudomonas aeruginosa Biofilms: Human Neutrophils Express the Bitter Receptor T2R38 as Sensor for the Quorum Sensing Molecule N-(3-Oxododecanoyl)-l-Homoserine Lactone. Front. Immunol., 2015, Vol. 6, 369. doi: 10.3389/fimmu.2015.00369.

11. Meng T., Nielsen D.E. An Investigation of TAS2R38 Haplotypes, dietary intake, and risk factors for chronic disease in the canadian longitudinal study on aging. J. Nutr., 2023, Vol. 153, no. 11, 3270-3279. doi: 10.1016/j.tjnut.2023.09.010.

12. Meyerhof W., Batram C., Kuhn C., Brockhoff A., Chudoba E., Bufe B., Appendino G., Behrens M. The molecular receptive ranges of human TAS2R bitter taste receptors. Chem. Senses, 2010, Vol. 35, no. 2, pp. 157-170.

13. Orsmark-Pietras C., James A., Konradsen J.R., Nordlund B., Söderhäll C., Pulkkinen V., Pedroletti C., Daham K., Kupczyk M., Dahlén B., Kere J., Dahlén S.E., Hedlin G., Melén E. Transcriptome analysis reveals upregulation of bitter taste receptors in severe asthmatics. Eur. Respir. J., 2013, Vol. 42, no. 1, pp. 65-78.

14. Takemoto K., Lomude L.S., Takeno S., Kawasumi T., Okamoto Y., Hamamoto T., Ishino T., Ando Y., Ishikawa C., Ueda T. Functional alteration and differential expression of the bitter taste receptor T2R38 in human paranasal sinus in patients with chronic rhinosinusitis. Int. J. Mol. Sci., 2023, Vol. 24, no. 5, 4499. doi: 10.3390/ijms24054499.

15. Tran H.T.T., Herz C., Ruf P., Stetter R., Lamy E. Human T2R38 bitter taste receptor expression in resting and activated lymphocytes. Front. Immunol., 2018, Vol. 9, 2949. doi: 10.3389/fimmu.2018.02949.