苦物质对气管平滑肌的影响及其信号通路的研究

味觉是哺乳动物极为重要的感觉，其中苦味是五大基本味觉之一。苦物质受体近期被广泛发现于身体的各个组织细胞中，如：胃肠道细胞，睾丸细胞，神经细胞和呼吸细胞。近期的研究表明苦物质受体参与了气管平滑肌细胞的舒张作用，其过程是在给气管平滑肌细胞激动剂如乙酰胆碱，引起气管收缩之后,再加入苦物质如chloroquine，能够使气管平滑肌细胞舒张。但是在气管平滑肌细胞静息状态下，单纯加入苦物质却引起了气管平滑肌细胞的钙离子的升高。这看似矛盾的作用使得苦物质作用于气管平滑肌细胞的机理急待阐明。 本文一方面研究的是通过测量气管肌张力的方法，给完预刺激之后，在给激动剂乙酰胆碱的时候再给苦物质chloroquine能引起气管的舒张；并且用激光共聚焦双记录的方式，我们把钙离子用特异性的染料FLUO-4染色，通过透射光和激光的双记录，我们看到细胞收缩的同时，chloroquine能降低细胞的钙离子，我们认为这是引起气管舒张的主要原因。 另一方面研究的是苦物质chloroquine在静息状态下能否引起气管平滑肌细胞的收缩,并阐明其机理。通过气管环肌张力测量的方法，在给完3次乙酰胆碱预刺激之后，静置30分钟使气管恢复，观察气管在静息状态下加入chloroquine时，能引起气管平滑肌的一过性的收缩，为了证明引起收缩作用的钙离子是来源于细胞外的钙离子进入，还是细胞钙库中的钙离子释放入胞浆，我们先用无钙离子的细胞外液进行相同的实验，chloroquine依然能引起收缩。为了进一步验证，我们用钙泵阻断剂CPA使细胞内钙排空后再加入chloroquine，则收缩作用被阻断。这两方面同时印证了chloroquine引起气管平滑肌收缩的机理是使细胞内钙释放进入胞浆，胞浆钙离子浓度升高引起了收缩。 苦物质引起的收缩是一过性的，其模式很像内钙释放所引起的，我们就观察chloroquine对IP3受体的影响，用IP3受体阻断剂2-APB阻断后，加chloroquine后气管平滑肌无收缩，则chloroquine作用于IP3受体使内钙释放的，其上游通路GProtein-PLC可能发挥了作用，通过特异性的Gα阻断剂PTX培养气管环过夜，再加入chloroquine时，其收缩作用被抑制，同样的实验用Gβγ阻断剂Gallein则对收缩没有抑制作用。这些数据说明了chloroquine通过Gα-PLC-IP3-IP3R通路引起细胞内钙的释放，导致了这个一过性的收缩。 我们研究发现，苦物质通过苦受体，引起了鼠气管平滑肌收缩，并非舒张，本研究结果对进一步探讨苦物质和苦受体在哮喘气道高反应形成中是否发挥了重要作用,为将来苦物质参与治疗奠定了良好的基础。