王曼莉 孫志廣

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院，江蘇 南京 210000；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇 南京 210000)

苦味受體(bitter taste receptors，TAS2R)是一類能被苦味覺信號分子激活的G蛋白偶聯(lián)受體(G protein coupled receptor，GPCR)，最先在口腔中被鑒定出來，此后的十?dāng)?shù)年里又陸續(xù)在口外組織包括腸道、氣道、尿道、血管平滑肌、神經(jīng)系統(tǒng)、甲狀腺等多處被發(fā)現(xiàn)[1-7]。TAS2R家族包括29種亞型[8]，絕大多數(shù)在胃腸道有表達(dá)?？辔妒荏w可被被不同的化合物激活，這些化合物稱為苦味受體的配體，它們種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，屬于不同的化學(xué)家族，如多肽、氨基酸、脂肪酸、酒精、類固醇、內(nèi)酯和類黃酮，存在于食品和食源性產(chǎn)品、毒物和藥物中。TAS2R對不同配體的反應(yīng)能力，以及這些TAS2R從味蕾到呼吸、生殖、胃腸和神經(jīng)系統(tǒng)等各種系統(tǒng)的多樣化分布，支持這樣一個觀點(diǎn)，即不同的TAS2R根據(jù)表達(dá)部位和配體的不同而發(fā)揮不同的功能。大量文獻(xiàn)表明，胃腸苦味受體與胃泌素、瘦素、生長抑素、膽囊收縮素、促胃動素、胰高血糖素等多種胃腸激素以及胃腸平滑肌運(yùn)動、胃酸分泌、神經(jīng)傳導(dǎo)等因素有密切聯(lián)系，從而影響胃腸功能。

1 影響胃腸平滑肌的收縮

胃容受性(gastric accommodation，GA)是一項(xiàng)重要的生理功能，GA障礙與功能性消化不良等胃腸動力性疾病密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，給豚鼠口服或灌胃低劑量的TAS2R激動劑DB(denatonium benzoate)可增強(qiáng)GA。而大劑量的DB則顯著抑制豚鼠的GA，與安慰劑組相比，DB還使健康受試者出現(xiàn)早飽感[9]?？辔段镔|(zhì)對GA的影響與胃腸平滑肌的收縮有關(guān)。Avau等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在較低濃度時DB可以導(dǎo)致小鼠胃底平滑肌收縮，在較高濃度時則出現(xiàn)明顯的松弛作用。Janssen等[11]亦發(fā)現(xiàn)，苦味受體激動劑對小鼠離體胃平滑肌條的收縮有直接抑制作用。

2 影響胃腸激素的釋放

TAS2R對胃腸動力的影響，不僅與其直接作用于平滑肌的收縮有關(guān)，還與胃腸激素有關(guān)?？辔妒荏w激動劑可以調(diào)控胃動素(motilin)、胃饑餓素(Ghrelin)、膽囊收縮素(CCK)、胰高血糖素樣肽1(GLP-1)的釋放等。因此，可以認(rèn)為TAS2R通過多種機(jī)制調(diào)控胃腸動力。

2.1對膽囊收縮素(CCK)釋放的影響 傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為苦味的進(jìn)化是為了拒絕攝入潛在的有毒物質(zhì)。膽囊收縮素(CCK)是一種由腸內(nèi)分泌I細(xì)胞分泌的胃腸激素，它在調(diào)節(jié)食物攝入量方面起著重要作用，注射CCK會減少人類和動物的食物攝入量[12]。腸道中苦味受體的激活可以導(dǎo)致CCK的釋放[13]?？辔段镔|(zhì)1,10-Phenantroline可以特異性地激活苦味受體TAS2R5并增加CCK地釋放，導(dǎo)致大鼠攝食量的減少[14]，奎寧(Quinine)也可以增加健康受試者膽囊收縮素的釋放并減少其卡路里攝入量[15]，啤酒花中的苦味物質(zhì)成熟啤酒花苦酸(MHBA)亦可以被特定的人苦味受體(TAS2R1、8、10)識別，從而促進(jìn)CCK的釋放[16]?；贑CK在限制腸道運(yùn)動和食物攝入量方面的已知作用，Jeon等[17]人進(jìn)一步研究了苦味受體激活限制食物攝入的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，他們發(fā)現(xiàn)苦味受體和ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白B1(ATP-binding cassette B1，ABCB1)在腸道宿主中起著重要的相互關(guān)聯(lián)的防御作用：潛在的有毒的食物被表達(dá)TAS2R的內(nèi)分泌細(xì)胞“感知”，該細(xì)胞分泌CCK作為響應(yīng)，然后，CCK作用于腸細(xì)胞，通過增加ABCB1外排活性來限制飲食中的苦味受體激動劑的吸收，可能提供了類似的保護(hù)措施來限制許多其他口服攝入的藥物或有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)既是其他TAS2R的激動劑，又是ABCB1的底物。

2.2對胃動素(motilin)的影響 胃動素為消化道激素之一,其作用是促進(jìn)和影響胃腸運(yùn)動及胃腸道對水、電解質(zhì)的運(yùn)輸[18],這種生理作用主要通過激發(fā)消化間期肌電活動Ⅲ相,促進(jìn)胃強(qiáng)力收縮和小腸分節(jié)運(yùn)動,該運(yùn)動可周期性產(chǎn)生并向小腸遠(yuǎn)端傳播,從而可加速小腸的傳遞時間,另外胃動素尚有增加結(jié)腸運(yùn)動的作用,故血漿胃動素水平升高,腸道蠕動加速,使腸內(nèi)容物通過加快。健康受試者服用苦味受體激動劑奎寧后，血漿胃動素水平的升高受到明顯抑制，胃竇運(yùn)動也受到抑制[19]。

2.3對胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)釋放的影響 諸多研究表明可以通過苦味受體途徑調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)態(tài)。GLP-1是一種有效的抗高血糖激素，在抑制胰高血糖素分泌的同時誘導(dǎo)依賴葡萄糖的胰島素分泌。GLP-1還可抑制胰島B細(xì)胞凋亡，刺激胰島素分泌B細(xì)胞的增殖和分化，抑制胃的分泌和運(yùn)動，這會延遲胃排空，從而促進(jìn)飽腹感，幫助減肥[20]。苦味物質(zhì)DB、6-PTU、1,10-phenanthroline可以激活TAS2R從而導(dǎo)致GLP-1的釋放[21-22]，DB激活苦味受體誘導(dǎo)GLP-1的分泌是磷脂酶C(phospholipase C，PLC)和蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)依賴性的。6-PTU更被認(rèn)為是糖尿病治療的新型有效藥物[23]。一項(xiàng)有趣的薈萃分析顯示[24]，每天喝20～30 g啤酒與顯著降低患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，這可能與啤酒苦味的主要來源——啤酒花衍生物激活苦味受體釋放GLP-1有關(guān)。啤酒花異胡蘿卜酮的純衍生物KDT501是Tas2r108的特異性配體，它可以誘導(dǎo)小鼠腸道GLP-1的釋放，經(jīng)KDT501灌胃的小鼠代謝綜合征的癥狀明顯減輕，血ALT及AST水平亦有下降[25]。中藥方面，多篇文獻(xiàn)報(bào)道黃連的主要苦味來源小檗堿可以激活TAS2R s誘導(dǎo)GLP-1分泌，從而起到降血糖的作用[26-28]；來源于葛根芩連湯的清化顆粒通過激活糖尿病小鼠胃腸道表達(dá)的T2R5，誘導(dǎo)GLP-1的分泌來調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)態(tài)[29]。上述報(bào)道使得TAS2R正成為一種治療糖尿病、調(diào)節(jié)胃動力潛在的新靶點(diǎn)。不過，介導(dǎo)GLP-1釋放的亞細(xì)胞信號通路還沒有得到充分的探索，這值得進(jìn)一步研究。

2.4對胃饑餓素釋放的影響 雖然苦味受體激活可視為機(jī)體拒絕攝入有毒物質(zhì)的信號，但也有用苦味化合物刺激消化、刺激食欲、增加胃液分泌的例子，比如將苦艾酒作為餐前開胃酒。胃饑餓素(Ghrelin)是一種具有促胃腸動力特性的饑餓激素，Ghrelin通過Ghrelin受體發(fā)出信號，刺激食物攝入，減少脂肪利用，刺激體重增加，即使在機(jī)體并不缺乏熱量的情況下，Ghrelin也可能通過增強(qiáng)對食物的欲望而增加對食物的攝入。Ghrelin對胃腸運(yùn)動也有重要影響，這可能與食欲信號有關(guān)。它在禁食狀態(tài)下引起強(qiáng)烈的“饑餓”收縮，起源于胃，向遠(yuǎn)端移動，并加速人的胃排空[30-31]。但控制胃Ghrelin分泌的因素尚不清楚。Janssen等[11]發(fā)現(xiàn)，灌胃TAS2R激動劑可使小鼠血漿Ghrelin水平升高，同時，灌胃給藥TAS2R激動劑增加了小鼠前30 min的攝食量，進(jìn)食量的暫時性增加之后是一個持續(xù)的下降(隨后的4 h)，這與胃排空受到抑制有關(guān)。上文提到，T2R激動劑對胃腸平滑肌收縮有直接抑制作用，而Ghrelin的分泌增加能部分抵消這種延遲。

3 影響神經(jīng)傳導(dǎo)

腔內(nèi)注射T2R配體可以誘導(dǎo)孤束核迷走神經(jīng)傳入神經(jīng)元的激活，這些神經(jīng)元已知會影響胃腸功能，以及行為的改變，包括抑制進(jìn)食、回避和延緩胃排空[32]。

綜合上述，苦味信號激活苦味受體可以影響平滑肌收縮、影響胃腸激素釋放、影響神經(jīng)傳導(dǎo)，這種影響并非單向的抑制或促進(jìn)，而是多方面的綜合作用，從而影響胃腸動力、調(diào)節(jié)機(jī)體代謝。

我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，多種中草藥中的苦味物質(zhì)對特定的苦味受體有相當(dāng)明顯的激活作用[33]，如小檗堿增加GLP-1的分泌，莧菜素、馬錢子堿、罌粟堿、士的寧和育亨賓都能引起鈣離子濃度的顯著增加，這都是由苦味受體特異性地介導(dǎo)的[34]?？辔独碚摷翱辔端幬镌谥嗅t(yī)臨床中應(yīng)用十分廣泛。中醫(yī)認(rèn)為苦能燥、能泄、能堅(jiān)，其瀉下、瀉火、泄氣、降氣的作用使苦味中藥在治療胃腸動力疾病方面發(fā)揮重要作用。楊超[35]對治療功能性消化不良(FD)的高頻中藥和方劑進(jìn)行了總結(jié)，結(jié)論顯示排在前29味的高頻中藥里，有15味是苦味藥；常用方劑里，排名前五的柴胡疏肝散、半夏瀉心湯、四逆散、香砂六君子湯以及枳實(shí)消痞湯無一不是以苦味藥為主。不少以苦味中藥為主的方劑經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)對胃腸動力有調(diào)節(jié)作用，以辛開苦降的代表方半夏瀉心湯為例，多篇報(bào)道皆表明其能提高FD大鼠血漿胃動素、胃饑餓素水平，還能提高FD患者血清胃泌素水平，降低血漿SP(血漿p物質(zhì))的含量及胃竇黏膜降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)的表達(dá)，能夠顯著增強(qiáng)FD大鼠的胃排空，降低內(nèi)臟敏感性等[36-38]。

除在胃腸動力方面的作用，胃腸道TAS2R的作用還值得進(jìn)一步挖掘，比如有研究認(rèn)為TAS2R在維持飲食、體重和健康微生物群之間的平衡方面發(fā)揮了作用[39]，導(dǎo)致肥胖的原因可能是苦味受體與腸道細(xì)菌相互作用，影響食物攝入和腸道運(yùn)動。這一觀點(diǎn)使得T2Rs用來預(yù)防或治療肥胖癥成為可能，比如開發(fā)上調(diào)或阻斷T2Rs的藥物。還有研究發(fā)現(xiàn)苦味受體與胃腸炎癥間也有關(guān)系，比如TAS2R38的激動劑goitrin選擇性抑制了外周血單個核細(xì)胞(PBMC)上的TAS2R38的腫瘤壞死因子α(TNF-α)的分泌[40]。

基于上述研究結(jié)果，胃腸苦味受體具有顯著的病理生理學(xué)意義，使得苦味受體作為藥物作用的靶點(diǎn)為許多治療提供新思路，尤其是胃腸動力相關(guān)性疾病。中藥五味理論是自然藥味與功效作用的統(tǒng)一，苦味中藥的特性與苦味受體的作用表現(xiàn)出了一定的一致性，若能抓住上述線索，選擇臨床應(yīng)用廣泛、療效確切的苦味中藥或方劑，以胃腸苦味受體作為靶點(diǎn)，在分子、細(xì)胞、器官、動物實(shí)驗(yàn)等層面研究其關(guān)聯(lián)機(jī)制，既可為中藥藥性理論提供事實(shí)依據(jù)，也可能在功能性胃腸病甚至更多胃腸疾病的治療上取得突破性進(jìn)展。