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目的本文使用小鼠肠内分泌STC-1细胞研究低能量甜味剂(LCS)对细胞甜味受体通路的机制的影响。本研究通过检测LCS对STC-1细胞胃肠激素(CCK、GIP、GLP-1)、葡萄糖转运体(SGLT-1、GLUT-2)、甜味信号的功能性因子(Ca2+、ATP)以及甜味通路的关键因子(T1R2、T1R3、Gα、PLCβ2、TRPM5)的影响,揭示LCS影响甜味通路的机制以及LCS在调控能量代谢的作用。本研究为LCS与甜味感知、代谢性疾病的关系提供了更多科学依据。方法根据甜度比分别设置三氯蔗糖组、安赛蜜组、阿斯巴甜组、空白对照组和蔗糖组。采用MTT法检测甜味剂对STC-1细胞生存率的影响,采用酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒测定细胞分泌的GIP、GLP-1、CCK含量,ATP检测试剂盒和Ca2+检测试剂盒分别检测胞外ATP和胞内Ca2+分泌量,采用实时定量RT-PCR测定葡萄糖转运体SGLT-1、GLUT-2以及甜味通路因子T1R2、T1R3、Gα、PLCβ2、TRPM5的mRNA表达量变化。结果(1)LCS对STC-1细胞胃肠激素与葡萄糖转运体的影响:与空白对照组相比,三氯蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜各剂量组对CCK、GIP分泌量均无显著性差异(P>0.05),低中高剂量的安赛蜜和高剂量的阿斯巴甜能显著增加GLP-1的分泌(P<0.05)。与等甜度的蔗糖组相比,各剂量的LCS组GLP-1分泌量与蔗糖组无显著性差异(P>0.05)。高剂量的三氯蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜显著上调SGLT-1和GLUT-2的表达(P<0.05)。三氯蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜组CCK、GIP水平与抑制剂组无显著性差异(P>0.05)。中高剂量的安赛蜜组、高剂量的阿斯巴甜组GLP-1水平要显著高于抑制剂组(P<0.05)。蔗糖、三氯蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜各剂量组SGLT-1表达水平显著高于对应的抑制剂组(P<0.05)。高剂量蔗糖组与等甜度LCS各组GLUT-2 mRNA表达量显著高于抑制剂组(P<0.05)。(2)LCS对STC-1细胞释放胞外ATP与胞内Ca2+的影响:空白对照组相比,高剂量的安赛蜜、阿斯巴甜组ATP以及Ca2+分泌量显著高于对照组(P<0.05)。与等甜度的蔗糖组相比,中高剂量的三氯蔗糖组和中剂量的阿斯巴甜组ATP分泌量显著低于蔗糖(P<0.05),低剂量的三种LCS组的ATP分泌水平与等甜度的蔗糖组相比,无显著性差异(P>0.05),各剂量LCS组的Ca2+水平与等甜度的蔗糖组相比,无显著性差异(P>0.05)。LCS与对应抑制剂组相比,高剂量的安赛蜜、阿斯巴甜组ATP分泌量显著高于对应的抑制剂组(P<0.05)。中高剂量的安赛蜜组与高剂量的阿斯巴甜组Ca2+水平显著高于对应的抑制剂组(P<0.05)。各剂量的三氯蔗糖对细胞ATP以及Ca2+分泌量与抑制剂组之间无统计学差异(P>0.05)。(3)LCS对STC-1细胞甜味信号转导分子的影响:LCS与空白对照组相比,高剂量的蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜能显著上调T1R2、T1R3、Gα、PLCβ2、TRPM5基因的mRNA表达(P<0.05),三氯蔗糖组PLCβ2、Gα表达量和对照组相比无统计学差异(P>0.05)。与等甜度的蔗糖相比,三氯蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜组T1R2、T1R3、Gα表达量显著降低(P<0.05),三氯蔗糖、阿斯巴甜组PLCβ2表达量显著低于200mM蔗糖(P<0.05),三种LCS组TRPM5 mRNA表达量与200 mM蔗糖组无统计学差异(P>0.05)。LCS与对应抑制剂组相比,高剂量的蔗糖、安赛蜜、阿斯巴甜组的T1R2、T1R3、Gα、PLCβ2、TRPM5的基因表达显著高于对应的抑制剂组(P<0.05),三氯蔗糖组PLCβ2、Gα mRNA表达量与对应的抑制剂组无显著性差异(P<0.05)。结论本研究证明了一定剂量的LCS可以促进STC-1细胞GLP-1的分泌,并能上调葡萄糖转运体SGLT-1、GLUT-2的表达。200 mM蔗糖以及等甜度的安赛蜜、阿斯巴甜能诱导胞内Ca2+释放,从而使ATP释放到细胞外。LCS可以提高细胞甜味受体T1R2、T1R3以及PLCβ2、Gα、TRPM5甜味信号分子的表达量,且T1R2、T1R3、PLCβ2、Gα的表达量与蔗糖有显著性差异,这揭示了蔗糖与LCS对STC-1细胞可能具有不同的甜味信号转导通路。综上所述,LCS能刺激肠道中甜味受体的基因表达升高,通过一系列的级联反应,使胃肠激素释放到肠道中,并调节葡萄糖转运体的转运效率,从而调整机体的能量转运以及代谢平衡。