[연구필요성]
현재의 맛 정보처리에 대해 널리 받아들여지는 이론은 미각세포를 단순한 센서로 가정하는 것이다. 본 연구는 혀에서부터 미각세포와 미각교세포가 소통하며 맛 정보를 바꿔나갈 수 있다는 새로운 이론을 제시한다.
[연구성과/기대효과]
- 단맛에 대한 감각 적응 현상의 새로운 기전을 제시
- 미각교세포가 맛 정보처리에 역할을 담당할 수 있음을 규명
- 실시간 생체 이미징 기술을 통한 미각 정보의 정량적 이해
[본문]
달콤한 사탕을 입에 머금고 있으면 처음에는 단맛이 강하게 느껴지다가 점점 세기가 줄어드는 경험을 할 수 있다. 감각 적응이라 불리는 현상으로 오랫동안 맛 수용체의 비활성화를 통해 나타나는 현상으로만 여겨져 왔다. 본 연구에서는 혀에서 별다른 역할을 하지 않을 것이라 여겨졌던 세포인 미각교세포가 맛 적응 과정에서 중요한 역할을 할 수 있음을 밝혀냈다. 혀에서부터 서로 다른 세포들이 소통하면서 맛 정보를 바꿔나갈 수 있다는 것이다.
본 연구진은 살아있는 동물의 혀에서 맛을 느끼는 과정을 관측하기 위해 새로운 생체 현미경 기술을 구축했다 (첨부 그림 참조). 맛 물질을 혀에 전달하기 위해 미세유체기술을 도입하고, 각 세포의 활성과 신경전달물질의 분비를 측정할 수 있는 생쥐 모델을 확립했다. 이를 통해 단맛이 혀에 지속적으로 전달되는 상황에서 맛 정보가 처리되는 각 단계를 실시간으로 관측할 수 있었다.
생체 영상을 통해 단맛 세포와 미각교세포가 서로 소통하는 과정을 밝혀내었고, 이 결과를 기반으로 미각교세포를 선택적으로 자극하였을 때 단맛이 억제됨을 규명할 수 있었다. 생쥐가 단 음료를 섭취하는 행동실험에서도 미각교세포를 강제적으로 활성화할 경우 단맛을 더 낮은 농도로 느꼈고, 미각교세포를 비활성화한 경우 맛에 대한 적응이 둔화됨을 보였다.
본 연구의 결과는 기존에 생각되어진 것보다 복잡한 수준의 맛 정보처리가 혀에서부터 일어날 수 있음을 시사한다. 일례로 특정 맛에 미리 노출되었을 경우 미각교세포의 활성이 바뀌면서 혀에서 맛을 느끼는 민감도가 변화될 수 있다. 음식을 먹는 순서가 맛을 느끼는 과정에 영향을 미치는 것이 혀에서부터 일어나는 것이다. 나아가 여러 맛이 섞여 있는 상황에서 각 맛에 대한 감도를 조절하는 데에도 미각교세포의 활성이 영향을 미칠 것으로 예상한다.
본 연구는 서울대학교 생명과학부 및 유전공학연구소 소속 최명환 교수 연구팀에서 박가연 학생과 이기현 학생의 주도로 이루어졌으며 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행되었다. 연구 결과는 Cell에 2024년 11월 18일 자로 온라인 게재되었다.
[연구결과]
Glia-like taste cells mediate an intercellular mode of peripheral sweet adaptation
Gha Yeon Park, Geehyun Lee1, Jongmin Yoon, Jisoo Han, Pyonggang Choi, Minjae Kim, Sungho Lee, Chaeri Park, Zhaofa Wu, Yulong Li, Myunghwan Choi
(Cell, https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.10.041)
- ○미각교세포(glia-like taste cell): 미뢰 내 세포의 절반 정도를 차지하지만 맛 수용체를 가지고 있지 않은 세포로 맛 정보처리에 기능을 하지 않을 것이라 생각된 세포 타입.
[그림설명]
그림. 미각 생체 영상 기술 개요도