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旋毛虫呈世界性分布,能造成严重的人畜共患病。而簇细胞作为一种占比较小的肠上皮细胞,在识别和响应寄生虫感染的过程中起着重要作用。研究表明簇细胞能接收寄生虫感染信号,并释放细胞因子IL-25触发II型天然免疫反应,最终将寄生虫驱逐出体内。然而,对于簇细胞是如何接收寄生虫感染信号及其胞内的信号转导机制还知之甚少。在本研究中,我们揭示了肠道簇细胞表达的苦味受体及其信号通路在检测旋毛虫感染及引发的II型免疫反应中的重要作用。分子机制研究表明,旋毛虫抽提液和排泄分泌液能诱导肠细胞产生IL-25,且这种效应能被苦味受体抑制剂明显抑制。再者,这两种物质还能诱导肠类器官中的簇细胞产生明显的钙反应。部分在旋毛虫感染后的肠细胞中及IL-13处理的类器官中表达量上调的苦味受体在簇细胞亚型中表达,而旋毛虫抽提液、排泄分泌液及苦味物质均能激活体外异源表达的苦味受体。此外我们利用基因敲除小鼠及有关的生化抑制剂等确定了参与下游信号通路的蛋白。研究表明旋毛虫感染激活了簇细胞上的苦味受体,这些受体反过来又激活三聚体G蛋白。通过对旋毛虫感染前后基因的表达情况分析发现Gαo Gβ1γ13在簇细胞中表达,且G蛋白αo/i,Gβγ亚基和磷脂酶Cβ/γ2抑制剂的应用大大降低了肠细胞中IL-25的释放。另外基因敲除小鼠实验表明Gγ13敲除小鼠中旋毛虫感染诱发的簇细胞增生程度明显低于野生型。游离的Gβγ刺激细胞膜上的磷脂酶Plcβ/γ2产生第二信使三磷酸肌醇(IP3)。与味觉细胞不同,肠道中的簇细胞表达IP3的受体亚型Ip3r2,IP3与其受体Ip3r2使得胞内自由钙离子浓度升高,打开了细胞膜上的瞬时受体电位离子通道(Trpm5)。进一步研究发现Trpm5敲除小鼠在感染旋毛虫后肠道簇细胞的增生明显受阻。再者,Trpm5离子通道增强剂Stevioside能在野生型小鼠中诱导产生更多的簇细胞,而这一现象在Trpm5敲除小鼠中却未被观察到。我们还发现,与囊泡运输相关的蛋白转运抑制剂能明显抑制IL-25的释放,因此,Trpm5阳离子通道打开导致膜电位去极化,促使IL-25以囊泡的形式从簇细胞中释放出来,触发II型免疫反应。综上所述,我们鉴定发现簇细胞表达的苦味受体能够接收旋毛虫感染信号,并阐明了由其介导的下游参与信号转导的元件。此项研究不仅为防止和治疗线虫寄生虫感染提供了新思路,而且对理解苦味受体和簇细胞在其它组织中的功能有着重要的指导意义。