生理学：乳酸により活性化される嗅覚受容体を介する呼吸の酸素調節

動物は異なる時間スケールで働く、利用可能な酸素の変化に対する恒常的な応答を進化させてきた。低い酸素濃度（低酸素）に対する長期の応答を制御する低酸素誘導因子（HIF）転写経路が確立されているが、哺乳類で低酸素に対する急性応答をもたらす経路はよく分かっていない。今回我々は、頸動脈小体の酸素感受性グロムス細胞で、嗅覚受容体遺伝子Olfr78が高度かつ選択的に発現することを示す。頸動脈小体は、頸動脈分岐部に存在する化学感覚受容器官で血液中の酸素をモニターし、酸素が減少すると数秒のうちに呼吸を刺激する。Olfr78変異体は低酸素時に換気を増加させないが、高炭酸ガスには正常に応答する。グロムス細胞は正常数存在し、構造的にも異常がないように見えるが、低酸素誘導性の頸動脈小体活性は減弱する。低酸素で急激に蓄積し、過換気を引き起こす代謝物である乳酸は、異種発現実験でOlfr78を活性化し、グロムス細胞でカルシウムトランジェントを誘導し、Olfr78を介して頸動脈洞神経活性を刺激する。我々は、Olfr78が、嗅覚における役割に加えて、酸素レベル低下時に産生される乳酸を感知することにより、呼吸回路で低酸素センサーとして機能すると考える。

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