肠神经系统中GPER的表达特征及对肠道动力的调控作用

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrisjane
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[目 的]消化道动力障碍性疾病十分常见,据报道慢性便秘在成年人群中的发病率高达15%,其中女性慢性便秘的发病率是男性的两倍,而慢传输型便秘(slow transit constipation,STC)女性发病率是男性的四倍。研究表明雌激素对消化道动力具有抑制作用,这可能是女性STC高发的原因。在肠道运动过程中肠神经系统(enteric nervous system,ENS)发挥着重要的调控作用,而最近的一些研究提示ENS表达G蛋白偶联型雌激素受体(G protein coupled estrogen receptor,GPER),GPER激动剂抑制肠道动力,但GPER在ENS中的表达特征及作用机制仍不甚清楚。因此,本研究将详细地探讨GPER在ENS中的分布特征,探究对肠道动力的调控作用与可能的机制。[方 法]构建 GPER 基因报告小鼠(GPER-cre/tdTomato、GPER-cre/ZsGreen)并对肠道组织切片或Whole-mount(全组织铺片)样本进行免疫组化检测,对GPER+细胞在肠道ENS的分布进行定性、定量分析;对WT与GPER-/-组小鼠、大鼠在体肠道传输功能进行测定,以探究GPER对肠道运动的影响;离体器官浴实验考察GPER激活或缺失对结肠动力的影响,并观察光遗传特异性激活ENS的GPER阳性神经元对结肠蠕动的频率和幅度的影响。[结 果]通过Whole mount结合PGP 9.5免疫组化染色,在肌间和粘膜下神经丛可观察到GPER+神经元,GPER+细胞以Dogiel Ⅰ、Ⅱ型形态为主;定量分析发现结直肠GPER+肠神经元数量远多于小肠;雌性小鼠小肠部GPER+细胞数量多于雄性,但大肠部无性别差异。对多种神经递质和受体(CGRP、nNOS、ChAT、5-HT、ENK、D2R、5-HT4R、MOR)进行免疫共定位发现,GPER+神经元表达胆碱能神经元标志物ChAT,均不表达CGRP、nNOS、5-HT、ENK,但GPER+神经元胞体有CGRP、5-HT和ENK阳性纤维环绕;GPER+胆碱能神经元表达D2R、5-HT4R与MOR。对GPER-/-大鼠和小鼠肠道传输功能的检测结果显示,与野生(WT)对照组动物相比,GPER-/-组大鼠和小鼠的全肠道传输加快,粪便含水量增高,并且雌性和雄性GPER-/-组动物均呈现肠道高动力表型。离体器官浴实验记录GPER-/-与WT小鼠结肠复合运动(CMC),发现GPER-/-结肠CMC的频率和幅度较WT小鼠降低,GPER激动剂(G1)也能降低WT结肠的CMC幅度。在GPER-cre/ChR2-tomato小鼠的离体结肠标本,光遗传选择性激活GPER+胆碱能神经元时,结肠蠕动的幅度降低。[结 论]GPER在ENS中特异性表达在部分胆碱能神经元亚群,GPER缺失的大鼠和小鼠呈现结肠高动力表型,而激动GPER或者光遗传特异性激活GPER+胆碱能神经元均导致结肠动力减弱。我们推测GPER+胆碱能神经元亚群很可能是一类上行兴奋性中间神经元,通过兴奋氮能(抑制性)运动神经元的活性抑制结肠传输。本研究的结果较好地解释了雌激素抑制结肠传输的机制,GPER有望成为慢传输型便秘的药物干预靶点。
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