Роль рецепторов, ассоциированных с аминами, экспрессирующихся в небольшом количестве в обонятельных рецепторных клетках (Munger et al., 2009 – обзор)

В настоящее время показано, что не все обонятельные клетки экспрессируют обонятельные рецепторы типа OR. Недавно в обонятельных клетках, которые не экспрессируют OR, идентифицировали небольшое семейство trace (следовых) рецепторов, ассоциированных с аминами (TAARs). Полагают, что эти рецепторы и их обонятельные клетки (в основном обонятельном эпителии) могут быть чувствительны к феромонам.

Клеточная и молекулярная организация

Активация основного обонятельного эпителия летучими феромонами и пептидами, связанными с основным комплексом гистосовместимости, показала, что некоторые обонятельные клетки могут экспрессировать члены других GPCR-семейств. Систематический скрининг OSN-enriched cDNA привело к усилению нескольких членов TAAR-семейства в группе GPCRs, более близкородственных к рецепторам к серотонину и дофамину, чем к ORs. В основном обонятельном эпителии (ООЭ) в неперекрывающихся подгруппах обонятельных клеток мыши было экспрессировано 8 из 9 Taar-генов (). Полагают, что обонятельные клетки, экспресирующие TAARs, не экспрессируют ORs, хотя в них экспрессируется Golf (). Обонятельные клетки, эспрессирующие один и тот же TAAR, зонально ограничены в пределах основного обонятельного эпителия и случайно распределены в пределах этих зон. Отдельные TAARs очень редко представлены в ООЭ: приблизительно 1/1000 обонятельных клеток (). Механизмы кодирования в этих клетках пока не изучены.

Хеморецептивные свойства

Реакций самих обонятельных клеток, экспрессирующих TAARs, пока не получено. Основная информация исходит из экспрериментов по идентификации лигандов для TAARs, проводимых путем гетерологической экспрессии (). Так, TAARs мышей (mTAARs) реагируют на биогенные амины и не взаимодействуют с родственными им спиртами или аминокислотами (). Показано, что лигандом для mTAAR4 является β-фенилэтиламин, лигандом для mTAAR3 – изоамиламин и лигандом для mTAAR5 – триметиламин. Таким образом, некоторые TAARs могут выполнять роль рецепторов для феромонов. Однако, сохранение TAARs у рыб, цыплят, мышей и человека (74 – 76) означает, что они могут выполнять также более общую роль.

Сигнальные механизмы

О них известно мало. Покзано, что TAARs экспресируются совместно с Golf, что означает, что в их трансдукции может участвовать механизм, близкий к обонятельным клеткам с рецепторами типа ORs.

Обонятельные клетки и necklace гломерулы, экспрессирующие гц-d (Munger et al., 2009 - обзор) см. Цветные рис. Статье!

В субпопуляции обонятельных клеток обнаружены обонятельные клетки, экспресирующие рецепторную ГЦ-D и использующие цГМФ-опосредованный механизм трансдукции, включая такие стимулы, как 2 Na-уретических пептидных гормона - урогуанилин и гуанилин.

Клеточная и молекулярная организация (см. цветные рис. В статье!)

Рецепторная ГЦ млекопитающих – небольшое семейство пептидных и orphan рецепторов (). Они содержат 3 функциональных домена: внеклеточные рецепторный домен, внутриклеточные регуляторный домен и внутриклеточный каталитический домен, который генерирует вторичный посредник цГМФ. Методом гомологичного клонирования из ООЭ крыс идентифицирован один член семейства, ГЦ-D (). На долю обонятельных клеток, экспрессирующих ГЦ-D, приходится около 0,1% от обонятельных клеток ООЭ. Они располагаются поодиночке или оборазуют кластеры в пределах ООЭ (). Самая высокая плотность таких клеток обнаруживается в дорзальные выемках ectoturbinates, но они находятся и на endoturbinates, и в перегородке и в септальном органе Masera (). В этих клетках экспрессируется субъединица CNGA3 цГМФ-чувствительного ионного канала, а также цГМФ-стимулируемая ФДЭ2 (), что указывает на цГМФ-сигнальный путь, используемый клетками, экспрессирующими рецепторную ГЦ-D для трансдукции хемосенсорного сигнала.

ФДЭ2- иммуноокрашивание небольшого числа холин-эстераза-положительных гломерул, которые находятся в каудальной ООЛ, показало, что обонятельные клетки, экспрессирующие ГЦ-D, посылают свои аксоны специфически в подтип атипичных гломерул, известных как ожерельные (necklace) гломерулы. Методами genetic labeling of GC-D⁺-обонятельных клеток посредством gene targeting эти данные были подтверждены ().

Хеморецептивные свойства

При использовании CNG2-нулевых мышей показали, что лигандами для обонятельных клеток ООЭ, экспрессирующих рецепторную ГЦ-D, являются Na-уретические пептиды, урогуанилин и гуанилин (). Это высоко эффективные стимулы: реакция ЭОГ у мышей дикого типа регистрировалась при К_1/2 = 66pM.

ГЦ-D⁺-обонятельные клетки являются гетерогенными по настройке своих стимулов: половина этих клеток реагирует или только на гуанилин или только на урогаунилин (). Таким образом, эти клетки функционируют в качестве рецепторов для этих веществ.

Кроме того, показано, что обонятельные клетки, экспрессирующие ГЦ-D, являются чувствительными сенсорами СО₂ (81) и экспрессируют карбоангидразу типа II (CA II) (81).

Сигнальные механизмы

ГЦ-D⁺-обонятельные клетки используют цГМФ-опосредованный сигнальный каскад для трансдукции пептидных и уриновых стимулов, связанный с увеличением концентрации цГМФ и входом Са через СNG-каналы и последующей генерацией ПД. Механизм трансдукции СО₂ неизвестен. Природа рецептора к пептидам пока тоже неясна. Полагают, что сама рецепторная ГЦ-D может выполнять роль рецептора для Na-уретических пептидов.