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背景:苦味受体（bitter taste receptors,Tas2rs）是能感知苦味的G蛋白偶联受体。研究发现,Tas2rs在支气管、膀胱、脑和心脏等非味觉组织中表达且介导特定的生理功能。在小鼠离体心脏中,Tas2rs介导G蛋白依赖性的负性肌力作用。然而,心脏中Tas2rs的功能及其作用机制尚未得到很好的研究。在味蕾细胞中,Tas2rs激活后,其偶联的异源三聚体G蛋白Gαgustducin与Gβγ分离,Gβγ激活磷脂酶Cβ2（phospholipase Cβ2,PLCβ2）,进而催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（phosphatidylinositol-4,5-diphosphate,PIP2）生成1,4,5-三磷酸肌醇（inositol-1,4,5-trisphosphate,IP3）;Gαgustducin通过激活磷酸二酯酶（phosphodiesterases,PDEs）加快细胞内环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）的水解。在窦房结细胞中,降低cAMP水平会抑制L型钙离子通道（L-type calcium channels,LTCCs）等下游离子通道活性,从而导致心率降低。课题组前期研究发现,Tas2r激动剂奎宁、氯喹和苯甲地那铵呈浓度依赖性地降低大鼠离体心脏的心率。然而,Tas2r激动剂降低大鼠心率的机制尚不明确。目的:明确Tas2rs在大鼠窦房结组织中的表达及其功能;阐明Tas2rs调节大鼠心率的机制。方法:利用心电图技术,阐明Tas2r激动剂对大鼠心率的影响。利用实时荧光定量PCR技术,揭示大鼠窦房结组织中Tas2rs的表达情况。分离窦房结组织,研究Tas2r激动剂对大鼠窦房结节律的调节作用;使用Tas2r拮抗剂、Gβγ抑制剂、PDE抑制剂和LTCC激动剂,研究Tas2r激动剂调节窦房结节律的机制。利用β肾上腺素受体（β-adrenergic receptors,β-ARs）激动剂,探究Tas2r激动剂对β-ARs激活引起的节律过速的影响。结果:1.心电图实验表明,尾静脉注射奎宁和氯喹降低大鼠心率,延长RR、PR、QRS、QTc间期和P波时长（P<0.05）,说明奎宁和氯喹降低窦房结活性并减慢房室结和心室中电信号的传导。2.PCR实验结果显示,Tas2r38、108、120、121、126、135、137、143及其偶联的G蛋白Gαgustducin、Gβ1、Gβ3和Gγ13在大鼠窦房结组织中表达。3.奎宁、氯喹和苯甲地那铵呈浓度依赖性地减慢窦房结组织跳动频率,延长其收缩期（P<0.05）,其p EC50分别为4.907±0.045,4.968±0.030和5.828±0.063;而Tas2r140在窦房结组织中不表达,其激动剂安息香和苯甲酰胺对窦房结节律没有影响（P>0.05）。4.广谱PDE抑制剂IBMX或联合使用选择性PDE3抑制剂西洛酰胺和PDE4抑制剂咯利普兰均减弱奎宁和氯喹对窦房结节律的抑制作用;IBMX使奎宁和氯喹的pEC50分别减小至4.658±0.059和4.842±0.083（P<0.05）;联用西洛酰胺和咯利普兰使奎宁和氯喹的pEC50分别减小至4.566±0.061和4.532±0.069（P<0.05）。cAMP测量实验结果显示,奎宁和氯喹对细胞内总cAMP水平没有影响。苯甲地那铵对窦房结节律的抑制作用与PDEs无关（P>0.05）。5.Tas2r108拮抗剂脱落酸和Gβγ抑制剂gallein均可减弱奎宁对窦房结组织节律的抑制作用,分别使奎宁的pEC50减小至4.645±0.085和4.676±0.079（P<0.05）,这提示Tas2r108和Gβγ介导了奎宁减慢窦房结节律的作用;而氯喹对窦房结节律的抑制作用与Gβγ无关（P>0.05）。6.LTCC激动剂FPL64176可减弱氯喹对窦房结节律的抑制作用,使氯喹的pEC50减小至4.719±0.212（P<0.05）。高浓度奎宁（50μM）或氯喹（20μM）能使窦房结组织停跳,随后使用FPL64176可恢复窦房结组织跳动（P<0.05）。奎宁降低窦房结组织中钙瞬变的频率（P<0.05）。这提示,奎宁和氯喹降低窦房结节律的作用与LTCCs有关。7.奎宁和氯喹分别将异丙肾上腺素加快窦房结节律的最大效应Emax从391.3±16.8bpm降低至303.7±17.2 bpm和338.3±19.3 bpm;将异丙肾上腺素的pEC50从8.381±0.135减小至7.746±0.175和7.305±0.257（P<0.05）,这提示奎宁和氯喹可抑制β-ARs激活引起的节律过速。结论:本课题首次揭示了Tas2rs及其偶联的G蛋白在大鼠窦房结组织中表达并介导降低心率的作用。体外和体内实验结果阐明了Tas2r激动剂通过抑制窦房结活性和减慢心脏中电信号的传导,从而降低大鼠心率的作用及机制。奎宁和氯喹对窦房结节律的抑制作用依赖PDEs和LTCCs;Tas2r108和Gβγ介导奎宁对窦房结节律的抑制作用。奎宁和氯喹均能抑制β-ARs激活引起的节律过速。本课题阐明了Tas2rs对大鼠心率的调节作用及机制,为今后心脏中Tas2rs的研究提供了实验依据。