《Food Chemistry》：Taste organoids in food science: functional maturation, dietary remodelling, and biological taste evaluation
编辑推荐：
摘要背景味觉是化学感知与营养决策的主要接口，塑造着食物选择、摄食行为以及代谢稳态。在食品科学领域，味觉已成为评估风味活性化合物和饮食相关反应的重要生物学指标，然而当前模型仍难以兼顾生理相关性、机制可解释性和标准化的功能性评价。本综述总结了味觉类器官构建的生物学基础，突出了功能
摘要
背景
味觉是化学感知与营养决策的主要接口，塑造着食物选择、摄食行为以及代谢稳态。在食品科学领域，味觉已成为评估风味活性化合物和饮食相关反应的重要生物学指标，然而当前模型仍难以兼顾生理相关性、机制可解释性和标准化的功能性评价。本综述总结了味觉类器官构建的生物学基础，突出了功能成熟的关键决定因素，并探讨了它们在长期饮食重塑和生物味觉评价中的新兴应用，尤其是风味肽的筛选。味觉类器官可以在一定程度上重建原生味觉上皮，并支持动态功能性检测，为研究特定味觉活性物质及探索饮食适应的潜在机制提供了可控系统。然而，其广泛应用仍受限于功能成熟度不足、标准化程度有限以及与高通量流程兼容性较差。未来工作应建立可重复的培养系统、统一的成熟标准以及工程化分析平台，方能使味觉类器官被广泛应用于生物味觉和功能性食品相关评价。
引言
味觉是人体进行化学感知的主要接口，也是营养决策的早期决定因素（Pallante等，2021）。它不仅参与对酸、甜、苦、咸、鲜五种基本味道的识别，还参与调节食物选择、摄食行为和能量稳态（May & Dus，2021）。近年来，味觉研究已从传统的味觉感知扩展至营养生理学和代谢调控领域。研究表明，口腔和胃肠道中的味觉受体共同参与营养感知，并通过神经和内分泌通路与肠-脑轴形成反馈回路，从而调节摄食行为和代谢平衡（Li等，2023；Raka等，2019）。在食品科学领域，味觉不仅仅关乎适口性，更是连接食物来源的生物活性化合物、感官偏好、摄入相关风险与健康结局的关键组成环节（May等，2021；Pallante等，2021）。相比之下，传统功能性食品评价主要关注吸收、代谢和终点效应，而口腔感知这一初始过程的机制基础仍未得到充分理解。
味觉系统维持精细而动态的生理功能的能力主要依赖于味蕾组织的持续更新（Barlow，2015）。在成年动物中，味蕾细胞表现出更新速率。味蕾含有多种成熟的味觉细胞及其前体细胞群体，呈现出明显的细胞异质性（Finger & Barlow，2021）。这一更新过程的关键在于干细胞（Barlow，2015）。因此，味蕾并非静态的终末结构，而是一个由干细胞持续调控的动态上皮系统。细胞更新对食品科学尤为相关，因为反复暴露于食物来源化学物质不仅可能影响急性受体激活，还可能影响味觉细胞更新、谱系组成、受体表达和长期味觉敏感性。这使得上皮更新成为评估习惯性饮食暴露及开发稳定的基于类器官的风味筛选平台时的重要考量（May等，2021）。
然而，现有研究工具在解析长期饮食暴露对味觉上皮更新、谱系组成、受体功能和感官反应性的局部效应方面仍然受限，同时难以支持标准化的机制研究和风味活性化合物筛选。尽管动物模型保留了神经、免疫和内分泌系统的整合背景，但难以区分味觉上皮的局部效应与系统性补偿效应（Jiang & Rawson，2025）。尽管二维细胞培养操作便捷，但缺乏三维结构、细胞极性和基质支持，难以维持味觉相关细胞的长期扩增、稳定分化和真实的受体网络输出功能（Adpaikar等，2022）。传统的感官评价和目前可用的体外检测方法也往往无法同时满足机制研究、标准化操作和高通量分析的需求（Ross，2021）。因此，食品科学领域亟需开发一种兼具生理相关性与可重复性的新型研究平台，以促进对代糖、苦味阻断剂、鲜味增强剂等风味活性物质的精准评价。如表1所示，味觉类器官在当前生物味觉评价方法中占据一种中介但日益具有优势的地位，相比简化的体外系统具有更高的生理相关性，相比仅基于感官或模式识别的方法具有更强的机制可解释性。
在此背景下，三维味觉类器官为该领域提供了新的研究途径（Wan，2025）。研究表明，味觉类器官可通过味觉干/祖细胞在体外的自组织形成，能够重建原生味觉上皮的空间结构、多谱系分化潜能和功能特征，因此逐渐展现出其作为机制研究和功能评价平台的潜力（Ren等，2014）。然而，现有综述主要关注味觉发育与再生（Barlow，2022）、口腔类器官的构建（Wu等，2024）或其他类器官的通用应用（Zhong等，2026），而对于味觉类器官如何系统地连接基础味觉机制、功能成熟、长期饮食重塑与食物生物活性评价的整合仍有待完善。值得注意的是，当前的味觉类器官仍属于简化的上皮模型，其功能成熟度往往不完整，大多数系统缺乏传入神经支配、血管化和免疫成分，且培养通常依赖于批次变异较大的细胞外基质（如Matrigel）。加之细胞来源和培养条件在实验室间存在较大差异，这些局限性制约了生理保真度、可重复性以及向标准化生物味觉评价的转化。与主要关注味觉发育或类器官构建的先前综述不同，本综述强调味觉类器官的功能成熟和食品相关应用（Roper & Chaudhari，2017），并将味觉活性化合物评价与基于类器官的功能响应联系起来，提供食品科学视角的论述。图1展示了本文的综合框架和核心内容。本综述从味觉类器官构建的基础原理入手，系统讨论其在功能成熟、长期饮食重塑响应以及风味活性物质评价中的应用价值，同时总结当前技术瓶颈和未来发展方向。
章节摘要
味蕾的再生特性与味觉类器官构建的基础
味觉上皮是一种具有持续更新能力的高度动态感觉组织（Barlow，2015）。在成年啮齿动物中，味蕾细胞持续更新，早期脉冲标记研究估计其平均寿命约为10–14天（Beidler & Smallman，1965；Farbman，1980）。然而，后续研究表明味蕾细胞群体存在显著异质性，单个细胞寿命约为2天至3周以上（Hamamichi等
味觉类器官作为长期饮食重塑的新兴模型
传统味觉研究长期以来侧重于特定配体如何激活受体，而较少关注长期饮食暴露如何重塑味觉上皮本身。这一差距主要源于传统体外模型的局限性。尽管二维细胞培养操作便捷，但缺乏三维结构、细胞极性和基质支持，因此无法稳定维持味觉细胞的
深度学习和基于味觉类器官的生物味觉评价平台
目前味觉类器官的应用主要限于概念验证性味觉感知和特定味觉活性化合物的功能评价，而将其与AI辅助筛选、高通量芯片器官系统以及精准营养相结合仍是具有前景的发展方向。
挑战与展望
尽管味觉类器官在味觉上皮重建和生物味觉评价方面展现了重要潜力，但其标准化应用仍面临若干关键瓶颈。当前最迫切需要解决的核心问题并非类器官能否培养，而是能否稳定获得具有可重复结果的功能成熟类器官。尽管已有研究建立了较为成熟的分离和培养
结论
味觉类器官的价值不仅在于其能在体外产生味觉细胞，还在于其有能力提供具有更高生理相关性的模型，以架起味觉基础机制研究与风味功能评价之间的桥梁。本综述系统描述了味觉类器官构建的基础依据及其功能成熟过程，特别强调了长期饮食因素
CRediT作者贡献声明
Yu Tian：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿。Qiyue Zhao：撰写 – 审阅与编辑，概念化。Ling Zhang：概念化。Fushun Zhang：撰写 – 审阅与编辑。Minbo Li：撰写 – 审阅与编辑。Xianbing Xu：撰写 – 审阅与编辑，资金获取。
未引用文献
DeMeo等，2025
Li, Zhang and Lametsch，2022
Philippaert等，2017
Thanarajah等，2019
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到国家自然科学基金（32572733）资助。
Yu Tian|Qiyue Zhao|Ling Zhang|Fushun Zhang|Minbo Li|Xianbing Xu
