Ca2+/Erk通路介导的炎症反应调控纳米氧化锌致味觉障碍的相关机制研究

Taste is an important feeling of the human body, and taste disorders have a serious impact on the quality of life in patients. Since ZnO NPs is widely used in the oral field, it can be always in contact with the tongue tissue. Will ZnO NPs exposed to the oral tissue become an exogenous stimulus and lead to taste disorders? No research has yet been reported. Our research group has confirmed that tongue instillation with ZnO NPs can be uptaken by taste buds and transported into the brain through taste nerves. Further research found that ZnO NPs can cause increased intracellular Ca2+ concentration, phosphorylation of Erk, inflammation of tongue and brain tissue, and eventually lead to taste disorders. How does ZnO NPs cause an inflammatory response? What is the specific regulation mechanism of Ca2+/Erk? To answer these questions, an animal model of tongue instillation with ZnO NPs was established, combined with in vitro experiments, to investigate the inflammatory reaction that causes taste disorders induced by ZnO NPs. The regulatory mechanism of Ca2+/Erk signal pathway on inflammatory reaction will be further studied from the level of gene, protein and molecules, which will clarify the relationship among taste disorders, inflammatory responses and nanomaterial exposure. This study provides new ideas for clinical treatment of taste disorders and a reference for the safe application of ZnO NPs.

味觉是人体重要的感觉，味觉障碍对患者的生活质量造成严重的影响。纳米氧化锌在口腔领域应用广泛，可与舌组织长期接触，暴露于口腔组织的纳米氧化锌是否会作为外源性刺激，导致味觉障碍？目前尚未见报道。本课题组已证实，舌体滴注的纳米氧化锌可通过味蕾摄取，经味觉神经转运入脑。进一步研究发现，纳米氧化锌可引起细胞内Ca2+浓度升高，Erk磷酸化，同时舌组织和脑组织出现炎症反应，最终导致味觉障碍。那么，纳米氧化锌是如何引起炎症反应的？Ca2+/Erk在其中的具体调控机制是什么？为此，本课题拟通过构建舌体滴注纳米氧化锌的动物模型，结合体外实验，从分子、基因及蛋白水平探讨炎症反应在纳米氧化锌致味觉障碍中的作用，以及Ca2+/Erk信号通路对炎症反应的调控机制。本研究的顺利进行将有助于阐明味觉障碍、炎症反应与纳米材料暴露三者之间的因果关系，为临床治疗味觉障碍提供新的思路，并为纳米氧化锌的安全应用提供参考依据。

味觉作为人体重要的感觉之一，与人类的生活息息相关。味觉障碍的发生严重影响了患者的生活质量。近年来随着纳米技术的不断发展，纳米氧化锌在口腔领域应用广泛，可与舌组织长期接触，并通过舌-脑途径转运入脑，但其能否导致味觉障碍尚未见报道。在本课题的顺利开展下，课题组研究发现，纳米氧化锌经舌暴露后，大鼠对酸、甜、苦、咸的味觉敏感度降低，味觉相关的早期即刻基因c-fos蛋白表达下调，并且兴奋性突触后电流（mEPSC）的发放幅度降低，动作电位（AP）的发放频率也降低。进一步研究发现，PC12细胞内Ca2+浓度升高，Erk磷酸化，同时脑组织出现炎症反应。而抑制PC12细胞的Ca2+内流后，细胞内Ca2+浓度降低，Erk磷酸化水平也降低，进而抑制脑组织炎症反应，味觉相关的早期即刻基因c-fos蛋白表达恢复。该结果提示，Ca2+/Erk信号通路的激活可引起脑组织炎症反应，进而导致味觉障碍。本课题通过构建舌体滴注纳米氧化锌的动物模型，结合体外实验，从分子、基因及蛋白水平探讨了脑组织炎症反应在纳米氧化锌致味觉障碍中的作用，以及Ca2+/Erk信号通路在脑组织炎症反应中的具体调控机制。本研究的顺利进行将有助于阐明味觉障碍的发病机制，为临床味觉障碍相关的治疗提供新思路，并为纳米氧化锌在口腔领域的安全应用提供参考。