随着人们生活水平的提高以及社会老龄化的加剧,糖尿病发病率逐年提高,已经引起了社会越来越广泛的关注。糖尿病是一种累及全身各个系统的代谢性疾病,其最常见的慢性并发症是消化系统并发症。糖尿病的消化道并发症表现多样,如胃轻瘫、腹泻、便秘以及呃逆等。其中,慢传输型便秘是糖尿病最常见的消化道并发症之一,它以结肠动力减弱为主要特征,严重威胁了患者的健康和生活质量。目前为止,慢传输型便秘的发病机理仍不清楚,因此仍无有效防治的方法。可见,研究慢传输型便秘发生、发展机制具有非常重要的现实意义。PDGFRα⁺细胞是消化道的间质细胞,它与ICC都和平滑肌细胞之间形成缝隙连接,共同构成功能性SIP合胞体。在PDGFRα⁺细胞有着SK3通道和P2Y1受体的高表达,是PDGFRα⁺细胞发挥调节结肠动力的生物电基础。在消化道中,PDGFRα⁺细胞受肠神经的嘌呤能抑制性神经元的调控,对平滑肌运动产生抑制性调节作用。本实验室前期研究显示,在STZ诱导的I型糖尿病小鼠模型中,由于PI3K/Akt信号通路受到抑制,核转录因子FoxO3表达增多,最终导致结肠PDGFRα⁺细胞数量增多。然而,糖尿病中PDGFRα⁺细胞增多是否与慢传输型便秘相关是需要阐明的重要科学问题。因此,本文在实验室前期工作的基础上,探讨了PDGFRα⁺细胞的增多在糖尿病结肠动力障碍中的作用,以此揭示糖尿病慢传输型便秘的机制,为临床慢传输型便秘的治疗提供新的潜在靶点。本文利用多学科技术探讨了肠神经-PDGFRα⁺细胞-平滑肌轴在糖尿病慢传输型便秘中的作用及其机制,采用STZ诱导的I型糖尿病小鼠模型作为研究对象。首先,利用影像学方法检测到糖尿病小鼠离体全结肠传输速度明显减慢。在此基础上,利用分子生物学方法观察到糖尿病小鼠结肠PDGFRα⁺细胞、SK3通道和P2Y1受体表达明显上调。利用离体肌条收缩实验和细胞内记录技术,观察到糖尿病小鼠结肠平滑肌对SK3通道及P2Y1受体的激动剂和阻断剂反应明显增强,且SK3通道及P2Y1受体的功能性上调介导了糖尿病平滑肌细胞的超极化,同时电场刺激诱导的与嘌呤能递质-P2Y1-SK3相关的fIJP其幅度增加。此外,全细胞膜片钳结果显示,糖尿病SK3通道表达增多但其钙敏感性明显降低。接下来,通过钙成像技术,观察到ATP诱导的PDGFRα⁺细胞游离Ca²⁺浓度的增加在糖尿病中更加明显。以上结果提示:STZ诱导I型糖尿病小鼠模型可以诱导慢传输型便秘的发生;肠神经释放的嘌呤能递质-PDGFRα⁺细胞-平滑肌轴活性增强使平滑肌细胞过度超极化,抑制了结肠的运动和传输功能,最终导致慢传输型便秘的发生;糖尿病小鼠PDGFRα⁺细胞上SK3通道表达上调且其钙敏感性降低,但糖尿病小鼠PDGFRα⁺细胞上P2Y1受体功能上调,促进SK3通道的开放。