近年来,环境污染问题一直是人们所关注的热点话题之一,威胁着全人类的健康,二氧化硫（SO₂）作为最常见的外源性大气污染物,是导致空气污染的罪魁祸首,引起人们的广泛关注。大量国内外流行病学研究表明,SO₂与心血管疾病的发生发展密切相关。此外,有研究报道表明,SO₂可以作为一种气体信号分子引起血管舒张,但是其中所涉及的相关信号通路尚不清楚。因此,研究SO₂诱导血管舒张的潜在机制,可以为SO₂造成的心血管疾病提供更多的实验依据,具有十分重要的意义。本研究中,我们首先采用离体血管环实验技术,用不同浓度的SO₂（30μM、300μM、1500μM）作用于内皮完整与去内皮组的主动脉血管,向其中添加抑制剂LY294002或L-NAME,观察并记录SO₂对血管环张力的影响,发现,在内皮完整组,阻断剂LY294002和L-NAME对SO₂舒张血管的效应有部分抑制作用,提示SO₂可能通过介导PI3K/Akt/eNOS信号通路来诱导血管舒张。其次,为了进一步探讨SO₂舒张血管的机理,采用荧光定量PCR技术、Western Blot技术、NO、NOS试剂盒、cAMP、cGMP ELISA试剂盒分别测定了PI3K mRNA表达水平和Akt、eNOS、p-Akt、p-eNOS蛋白表达水平及NO含量、NOS酶活性、cAMP和cGMP含量,结果发现,当SO₂浓度为30μM时,PI3K、p-Akt、p-eNOS蛋白表达水平显著增加,当SO₂浓度为300μM或1500μM时,PI3K、p-Akt、p-eNOS蛋白水平明显降低,NOS活性、NO、cGMP活性明显升高。结果表明,SO₂诱导血管舒张的机制可能涉及内皮细胞PI3K/Akt/eNOS信号通路。此外,还研究了SO₂对caspase-3和caspase-9活性的变化,结果发现,高浓度下的SO₂使caspase-3和caspase-9活性升高,表明高浓度的SO₂会对血管组织造成一定的损伤。为了进一步研究SO₂对PI3K/Akt/eNOS信号通路的影响,在细胞水平进行了转录组高通量测序,数据分析得出,SO₂对人动脉血管平滑肌细胞PI3K/Akt/eNOS信号通路上总共有16个差异表达的基因,其中12个为上调基因,分别是IL7R、IGF1、FGF18、IFNAR2、EREG、LPAR2、MTCP1、IL6、CSF3、AREG、THBS4、EFNA1,4个为下调基因,分别是KIT、CHRM2、PDGFB、PGF,并且这些基因都涉及到免疫应答、细胞增殖、炎症反应等生物过程。综上所述,SO₂可能通过介导PI3K/Akt/eNOS信号通路引起大鼠主动脉血管舒张。高浓度的SO₂会对血管组织造成损伤。此外,基于转录组测序技术,得出SO₂对主动脉血管平滑肌细胞PI3K/Akt/eNOS信号通路16个差异表达的基因,为我们下一步的研究提供了新的方向。