基于受体细胞和微流控芯片的味蕾细胞间通讯的研究

味觉研究在生命科学领域具有重要意义。目前国际上对味觉的研究还十分缺乏，主要是还缺乏在组织、细胞以及分子水平上对味觉感受器及其神经传导过程进行有效研究的手段。其中，如何开发适合应用于细胞间通讯研究的生物传感技术是目前国际上一个亟待解决的难题。前期研究表明，味蕾细胞间通讯对味觉信号的传导和处理具有重要意义，5-羟色胺（5-HT）和三磷酸腺苷（ATP）在这个过程中发挥重要作用，但具体机理还不清楚。本研究利用分子克隆的方法制备分别可以稳定表达5-HT和ATP受体的细胞，结合细胞传感器和微流控芯片，构建受体细胞集成传感芯片，用于实现多参数、高通量、长时程地检测味蕾细胞5-HT和ATP的释放及细胞电生理响应，研究味蕾细胞间通讯在味觉信号转导中的作用机理。其创新点在于可实现多通道的味觉组织和细胞网络传导信号的同时快速检测，为细胞间通讯研究提供新的手段，可望在味觉的敏感机制和信号的传导等方面取得一定进展。

开发出能够在细胞和分子水平上研究细胞间通讯和信号转导机理的生物传感技术在生命科学领域具有重要意义。本项目围绕这一问题，以味蕾细胞间通讯和味觉信号转导为切入点，结合受体细胞和微纳传感器件，对仿生味觉传感器和细胞芯片进行了深入研究，获得了一系列研究成果。首先，利用分子克隆的方法构建了可以稳定表达特异性受体的细胞，获得功能性的受体和细胞，并用作敏感元件开发新型微纳仿生传感芯片；其次，在细胞水平上，分别以光寻址电位传感器和微电极阵列作为二级传感器，开发出可以对味蕾细胞释放的神经递质以及细胞电生理响应进行高灵敏特异性检测的仿生传感芯片，并用于味蕾细胞的功能分析以及响应机理的研究；此外，在分子水平上，以异源表达的受体作为敏感元件，结合质量敏感型器件，开发了可以检测特异性受体-配体相互作用的生物传感器，并用于受体的功能分析以及配体的检测和筛查。上述研究成果在味觉的敏感机制和信号的传导方面取得了一定进展，为味觉传导机理和细胞间通讯研究提供了新的技术手段。