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背景:苦味受体（Bitter taste receptors,Tas2rs）属于G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor,GPCR）。早期研究表明,激活Tas2rs会导致异源三聚体G蛋白Gαgustducin/Gβ1γ13的解离,Gαgustducin亚基激活磷酸二酯酶（PDE）从而加速细胞内环磷酸腺苷（cAMP）的水解,降低味觉细胞内cAMP的水平;Gβ1γ13二聚体可激活磷脂酶Cβ2（PLCβ2）生成第二信使1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）。IP3激活内质网（endoplasmic reticulum,ER）上的IP3R,导致Ca2+从ER释放到细胞质中,从而提高味觉细胞内游离Ca2+的浓度。最近研究发现Tas2rs在非味觉系统中的表达并具有生理功能调节作用,其在平滑肌中的功能研究尤为引人关注。血管平滑肌,肺动脉平滑肌,气管平滑肌均有苦味受体的表达,然而有关Tas2rs对血管平滑肌尤其是大鼠主动脉血管平滑肌的生理功能调节作用及机制未有文献报道。目的:明确Tas2rs和Gαgustducin在大鼠主动脉平滑肌组织中的表达,并研究Tas2rs激动剂苯甲地那铵对大鼠去内皮主动脉血管张力的调控作用及机制。实验方法:1.使用荧光定量PCR技术检测Tas2rs在大鼠去内皮主动脉血管环中的mRNA表达水平。2.使用免疫荧光技术检测Gαgustducin蛋白在大鼠主动脉血管平滑肌细胞中表达。3.使用离体组织浴系统研究Tas2rs激动剂苯甲地那铵对大鼠去内皮主动脉血管环收缩功能的调控作用。4.使用Tas2rs拮抗剂单磷酸腺苷（5′-AMP）,广谱PDE抑制剂（IBMX）,PDE3选择性抑制剂（cilostamide）,PDE4选择性抑制剂（rolipram）,腺苷酸环化酶激动剂（forskolin）,Gβγ抑制剂（gallein）,PLCβ2抑制剂（U-73122）,肌浆网钙泵(sarco-endoplasmic reticulum Ca2+-ATPases,SERCA)抑制剂（cyclopiazonic acid,CPA）和L型钙离子通道（L-type calcium channels,LTCCs）阻断剂（nifedipine）研究Tas2rs调节大鼠主动脉血管环收缩功能的机制。结果:1.RT-qPCR结果显示在大鼠去内皮主动脉血管环中有6种Tas2rs亚型（Tas2r40,108,126,135,137,143）及其偶联的G蛋白（Gαgustducin,Gβ1,Gβ3,and Gγ13）的表达,这表明大鼠主动脉血管环,特别是血管平滑肌细胞（VSMCs）中可能存在Tas2rs介导的信号通路,Tas2rs也许有调节血管的功能。2.免疫荧光实验结果显示在大鼠主动脉血管环中膜的血管平滑肌细胞内存在Gαgustducin的表达。3.Tas2rs激动剂苯甲地那铵可以增加大鼠去内皮血管环的张力。在10μM到100μM的浓度范围内,10μM苯甲地那铵引起的张力增加较小,20μM、50μM、100μM苯甲地那铵引起的最大张力增加无显著性差别（P>0.05）。然而,苯甲地那铵引起最大收缩所需要的时间随浓度升高而缩短。4.Tas2rs拮抗剂单磷酸腺苷（5′-AMP）（5 mM）可以阻止Tas2rs激动剂苯甲地那铵（50μM,100μM）引起的血管环张力的增加,这表明苯甲地那铵通过激活Tas2rs来调节血管收缩。5.苯甲地那铵（100μM）可以使静息状态下的去内皮主动脉血管环张力增加70.3%±2.7%（60 mM KCl引起的收缩为100%）,广谱PDE抑制剂IBMX（100μM）完全抑制了苯甲地那铵引起的收缩（P<0.05）;洗去IBMX之后苯甲地那铵引起的收缩恢复到42.3%±2.8%。单独使用选择性PDE3抑制剂西洛酰胺（2μM）或PDE4抑制剂咯利普兰（20μM）可以分别将苯甲地那铵（100μM）引起的收缩从78.2%±1.7%和76.9%±1.8%降低至20.2%±2.6%和54.7%±4.7%。联合使用西洛酰胺（2μM）和咯利普兰（20μM）导致静息状态下去内皮的主动脉血管环轻度舒张,并可以完全抑制苯甲地那铵（100μM）引起的收缩。上述结果表明,苯甲地那铵可能通过增加cAMP水解酶PDEs的活性从而引起血管张力增加,其中PDE3的作用比PDE4更大（20.2%±2.6%vs 54.7%±4.7%,P<0.0001）。cGMP水解酶PDE5抑制剂西地那非（100 nM）未能抑制苯甲地那铵引起的收缩。6.用浓度梯度的腺苷酸环化酶激动剂forskolin（100 nM,300 nM,10μM）预处理去内皮主动脉血管环后可阻止苯甲地那铵（100μM）引起的收缩。Forskolin（300 nM,1μM,10μM）可以显著降低苯甲地那铵（100μM）引起的血管张力（P<0.05）。Forskolin（10μM）将苯甲地那铵（100μM）引起的收缩从68.5%±4.5%降低至-3.5%±0.8%,洗去forskolin后苯甲地那铵引起的收缩恢复到24.5%±1.9%。上述结果表明苯甲地那铵引起的张力增加或许与细胞内cAMP的水平降低有关。7.为了确定苯甲地那铵是否能降低细胞内cAMP水平,我们测量了cAMP水平;结果表明苯甲地那铵未能改变血管组织内总的cAMP水平,只有10μM forskolin处理的组织显示总cAMP水平增加。8.Gβγ抑制剂gallein和PLCβ2抑制剂U-73122对苯甲地那铵引起的收缩没有影响。9.使用环匹阿尼酸（CPA）抑制肌浆网钙泵（SERCA）从而清空平滑肌细胞ER内的Ca2+并没有抑制苯甲地那铵引起的收缩,说明其收缩作用与细胞内的Ca2+释放无关。细胞膜L型钙离子通道（LTCC）阻断剂nifedipine完全抑制了苯甲地那铵引起的收缩。上述数据表明,苯甲地那铵引起的收缩可能取决于细胞外Ca2+的流入,而不是细胞内Ca2+的释放。结论:本研究发现Tas2rs及其偶联的Gαgustducin在大鼠主动脉血管平滑肌中表达,且首次揭示了Tas2rs激动剂苯甲地那铵引起主动脉血管环的收缩与Tas2rs和PDEs的激活有关,而与Gβγ和PLCβ2的激活无关,这为今后Tas2rs在大鼠主动脉血管环中的研究提供了实验依据。