T1Rs受体参与香猪早熟过程中睾丸激素合成调控的机制研究

Sweet and umami taste are widely regarded as appetitive sensations, which are detected by taste receptor family 1 (T1Rs: T1R1, T1R2 and T1R3) in taste receptor cells (TRCs). T1R1 and T1R3 dimerize as an umami receptor for umami taste, while T1R2 combines with T1R3 form a sweet receptor to bind sweet tasting molecules. Recently, accumulating evidence indicates that T1R receptors are expressed not only in oral, but one or more of T1Rs have also been identified in the extra-oral tissues to produce the novel physiological effects. In agreement, our previous work indicated that the activated T1R3 affected testicular testosterone biosynthesis in mouse. Additionally, others’ studies found the expressions of T1Rs and their down-stream signaling molecules in testes to some degree, but their connections still obscure. Therefore, combined with the characteristics of testicular development, the in-vitro and in-vivo studies on the roles of T1Rs in testicular hormones biosynthesis during the precocious process of Xiang pig were investigated in present study.

通常甜、鲜味可诱使动物采食，其中鲜味感知主要依赖于味觉受体第一家族（Taste receptor family 1, T1Rs）的鲜味受体T1R3+T1R1，甜味感知则依赖于甜味受体T1R2+T1R3。近年来，越来越多研究发现T1Rs受体存在于口腔以外的组织器官中，发挥着特殊的生理作用。我们前期研究发现，T1R3受体的激活影响小鼠睾丸睾酮合成。同时，另有研究表明T1Rs及其下游信号分子在睾丸中不同程度表达，但是否存在关联尚未可知。本课题拟结合香猪睾丸发育特性从在体-细胞-分子水平探究T1Rs参与香猪早熟过程中睾丸激素合成调控的机制。

作为感知甜味与鲜味的味觉受体，T1R3受体不仅表达于口腔，还存在于睾丸等非味觉组织中，发挥着特殊的生理功能。人、小鼠等物种上，研究人员开展了大量T1R3受体异位表达及功能研究工作，结果显示T1R3与味蛋白大量出现在动物睾丸、附睾中，调控雄性繁殖力，但具体机制不明。猪的相关研究起步晚，T1R3受体是否参与了公猪生殖机能调控亟待挖掘。而香猪作为我国特有的小型猪种资源（具有性成熟早、肉质好等特点），一直是医学界、实验动物学界和畜牧兽医学界研究的热点，目前却缺乏关于这一猪种的性成熟机制研究。因此，本项目从个体、组织、细胞层面，探索T1R3受体在香猪睾丸睾酮合成过程中的作用及机制，具备重要科学意义和理论价值。通过开展公香猪出生后不同发育阶段性激素水平、睾丸（和附睾）形态学及味觉受体T1Rs在睾丸、附睾发育关键阶段的表达模式研究，筛选出与睾丸发育密切相关的初情前（30 d）、初情早期（60 d）、初情晚期（90 d）和性成熟期（120 d），明确了香猪睾丸发育进入初情期后，间质细胞和晚期生精细胞上调T1R3及其下游味觉分子PLCβ2表达，直到性成熟，并发现了这一变化趋势与血浆睾酮水平的变化一致；离体培养初情香猪睾丸间质细胞，利用RNA干扰、蛋白印迹、放射免疫分析及酶联免疫吸附分析等技术，探究了味觉受体T1R3表达上调与下调后对香猪睾丸间质细胞睾酮、睾酮合成酶及细胞cAMP浓度的影响，明确了香猪睾丸 T1R3受体对间质细胞睾酮合成的正向调节作用，并初步描绘了可能的作用机制；借助hCG诱导间质细胞睾酮分泌的模型，我们进一步证实了T1R3正向调节香猪睾丸间质细胞睾酮合成的机制与胞内cAMP浓度有关。总之，T1R3受体可调控香猪睾丸间质细胞的睾酮合成过程，这一结论为后续厘清T1R3受体参与香猪性早熟性状形成提供了参考。