论文部分内容阅读
胃肠道Cajal间质细胞(ICCs),是存在于胃肠道的一类特殊的间质细胞,作为胃肠自主节律性运动的起搏细胞在胃肠蠕动运动中发挥重要调控作用。根据形态和部位,将ICCs分为4种亚型:分布于肌间神经丛周围的肌间神经丛周围ICC(ICC-MY),环行肌和纵行肌内ICC(ICC-IM),位于小肠深肌丛附近的ICC(ICC-DMP)以及结肠环行肌内表面的粘膜下ICC(ICC-SM)。临床研究发现,许多胃肠动力障碍性疾病,如贲门失弛缓症、糖尿病性胃轻瘫、假性肠梗阻、先天性巨结肠、慢传输型便秘等,均可见ICC数量减少、甚至缺如,ICC彼此间及ICC与平滑肌细胞间不能形成完整的细胞网络,表明ICC与胃肠动力障碍性疾病发生发展有关。 ICC表达由原癌基因c-kit编码的Ⅲ型酪氨酸激酶受体(KIT),其天然配体是由Sl基因编码的干细胞因子(SCF),SCF/KIT信号分子对ICC的发育、分裂增殖、存活及表型维持等具有重要调控作用。研究表明c-kit基因突变将影响ICC的存活和胃肠动力,因此,c-kit突变小鼠已广泛用于研究ICC的功能以及ICC在胃肠动力障碍性疾病中的作用。最近,南京大学模式动物重点实验室高翔等人报道了一种新的c-kit基因功能丢失突变小鼠模型,cDNA序列分析显示该小鼠KIT受体胞内段高度保守的酪氨酸激酶区第856位氨基酸由Phe突变为Ser,纯合子小鼠可见白斑(whitecolor),贫血(anemia),耳聋(deaf)和不育(sterile)等临床表现,命名为Wads小鼠。与其它c-kit突变小鼠相比,Wads小鼠是一种新的c-kit功能低下突变动物模型,其突变位置位于KIT胞内段的远端激酶区。已知不同位点突变对ICC各亚型的影响存在明显差异,但有关KIT远端激酶区突变对胃肠壁微细结构和ICCs的影响尚不清楚。阐明这一问题,对于深入理解胃肠运动功能调控以及相关临床疾病具有重要指导意义。 因此,本实验利用免疫荧光染色观察野生型(WT)小鼠,杂合子小鼠(Wadsm/+)和纯合子小鼠(Wadsm/m)胃肠壁内ICC的形态、数量和分布变化,利用western blot检测KIT蛋白及其活性(p-KIT蛋白);通过测定胃肠传输时间探讨胃肠运动功能改变;在比较三种小鼠小肠微细结构的基础上,制作不完全性肠梗阻动物模型,比较术后4d和8d小肠平滑肌厚度、肠管扩张程度、累及范围以及ICC损伤情况等,分析三种小鼠病理变化差异,探讨亚健康状态的杂合子(Wadsm/+)小鼠是否较野生型小鼠胃肠微细结构病变严重、更容易发生胃肠动力障碍等病理改变,为深入理解胃肠运动功能障碍性疾病的发生机制提供新的实验依据。 主要结果如下: 1、ICC的变化:与WT小鼠相比,Wadsm/+小鼠各亚型ICC未见明显改变,但纯合子Wadsm/m小鼠可见不同程度的ICC减少或缺失,即胃肌间神经丛周围ICC-MY明显减少,ICC-IM完全缺如;小肠主要为ICC-MY丢失,ICC-DMP数量未见明显改变,但形态由多个突起细胞变为双突起细胞,而ICC-IM与野生型小鼠相似;近端结肠三种亚型ICC的数量均可见减少;而远端结肠,可见ICC-SM数量减少,ICC-MY明显减少、甚至缺如,提示KIT远端激酶区突变对胃肠ICCs各亚型的影响存在明显差异,Wadsm/m小鼠可作为研究不同亚型ICCs功能和病理意义的一种新的动物模型。 2、KIT和p-KIT的表达:与WT小鼠相比,Wadsm/+小鼠KIT表达无明显减少,但p-KIT表达降低,而Wadsm/m小鼠KIT和p-KIT表达均明显降低,表明Wadsm/+和Wadsm/m小鼠KIT信号分子活性均不同程度减弱。 3、胃肠传输时间:与WT小鼠相比,Wadsm/+小鼠的胃肠传输时间延长40min,而Wadsm/m小鼠的胃肠传输时间延长70min,可能与Wadsm/+和Wadsm/m小鼠KIT蛋白活性降低和ICCs减少所致的胃肠运动功能下降有关。 4、HE染色观察小肠微细结构:与WT小鼠相比,Wadsm/+小鼠的管壁平滑肌增厚(1.4倍),管腔扩大(1.2倍);Wadsm/m小鼠分别是WT小鼠的1.6倍和1.4倍,均有显著差异,表明Wadsm/+和Wadsm/m小鼠的胃肠组织结构存在一定的代偿性病理改变,以维持动物的正常生存,可能处于一种亚健康状态。 5、为探讨上述处于亚健康状态的小鼠与胃肠动力障碍性疾病的关系,我们制作了不完全性肠梗阻模型,术后第4d,WT小鼠未见明显的肠管扩张,而Wadsm/+小鼠出现肠管扩张,Wadsm/m尤为显著。术后第8d,三种小鼠均可见明显的肠管扩张;WT小鼠和Wadsm/+小鼠平滑肌增厚程度相似,而Wadsm/m小鼠平滑肌厚度增加仅为WT小鼠的1/2,提示Wadsm/m小鼠通过平滑肌增厚达到增强胃肠动力的代偿能力较WT小鼠明显减弱;而且,Wadsm/+和Wadsm/m小鼠病变累及范围分别是WT小鼠的1.6倍和1.8倍,并可见Wadsm/+小鼠小肠ICC-MY数量明显减少、细胞网络稀疏;我们的实验结果表明:处于亚健康状态的小鼠在胃肠动力障碍性疾病发生发展过程中组织结构损害将更为严重。 结论: 1、KIT远端激酶区突变的Wadsm/m小鼠胃肠道ICC数量明显减少,并可见细胞形态发生改变。与其它c-kit突变小鼠相比,Wads小鼠结肠远端ICC受损尤为严重,表明该小鼠可用于研究结肠ICC功能和病理变化。 2、尽管Wadsm/+小鼠ICC和胃肠动力等均与野生型小鼠相似,但KIT活性明显减弱、肠壁平滑肌增厚、管腔增大,表明Wadsm/+小鼠胃肠结构已发生一些代偿性病理改变,可以说是一种亚健康状态。 3、处于代偿状态的Wadsm/+和Wadsm/m小鼠在肠梗阻发生发展过程中,出现梗阻时间早,肠管扩张明显,扩张累及范围广泛,ICC损伤严重等各种病理改变,提示KIT功能减弱可能加重胃肠动力障碍性疾病的发生发展。