門靜脈間質(zhì)細(xì)胞自發(fā)性內(nèi)向電流特性及牽張刺激對(duì)其調(diào)控作用.pdf

1、Cajal間質(zhì)細(xì)胞(Interstitial Cells of Cajal,ICCs)是一百多年前由西班牙神經(jīng)解剖學(xué)家Cajal在胃腸道發(fā)現(xiàn)的一種具有起搏功能的細(xì)胞。與平滑肌細(xì)胞相比較,這種細(xì)胞主要具有兩個(gè)特點(diǎn):(1)它表達(dá)一種酪氨酸激酶受體-c-Kit蛋白,因此c-Kit染色呈陽(yáng)性；(2)它可以產(chǎn)生自發(fā)性節(jié)律性的內(nèi)向電流,即起搏電流。關(guān)于起搏電流產(chǎn)生的機(jī)制目前還存在爭(zhēng)議,主要觀點(diǎn)認(rèn)為它可能是由于低鈣敏感的非選擇性陽(yáng)離子通道開放或鈣激活

2、氯通道開放產(chǎn)生。近年來(lái)人們?cè)陂T靜脈血管壁上發(fā)現(xiàn)了與ICCs形態(tài)類似的細(xì)胞并將其定義為間質(zhì)細(xì)胞(Interstitial Cells,ICs)。研究顯示,門靜脈不同部位收縮頻率的快慢與間質(zhì)細(xì)胞在門靜脈分布密度的高低呈現(xiàn)相關(guān)性,并且,間質(zhì)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的自發(fā)性節(jié)律性鈣振蕩(Ca2+oscillations)可以誘發(fā)自身以及與其鄰近的平滑肌細(xì)胞膜電位產(chǎn)生去極化反應(yīng)。以上結(jié)果表明,間質(zhì)細(xì)胞可能是門靜脈發(fā)生自發(fā)性節(jié)律性收縮運(yùn)動(dòng)的起搏細(xì)胞。從電生理學(xué)角

3、度講,判斷一種細(xì)胞是否是起搏細(xì)胞的最重要的證據(jù)是能否記錄到起搏電流,但是迄今為止,國(guó)內(nèi)外研究中尚沒(méi)有直接在門靜脈間質(zhì)細(xì)胞上記錄到該電流的報(bào)道。因此,本文使用酶解分離的方法得到單個(gè)間質(zhì)細(xì)胞,并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步應(yīng)用免疫化學(xué)與全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)研究家兔門靜脈間質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)及電生理學(xué)特性,以探討門靜脈自發(fā)節(jié)律性收縮的起搏機(jī)制。
　　 結(jié)果：顯示:(1)門靜脈在體外可以產(chǎn)生自發(fā)性收縮活動(dòng),其平均頻率約為6.3±1.0次/min(n=7)；

4、(2)使用ⅠA型膠原酶及Ⅹ型蛋白酶分離家兔門靜脈得到兩種不同類型細(xì)胞:典型的胞膜光滑的平滑肌細(xì)胞及胞膜帶有突起的間質(zhì)細(xì)胞(ICs)。而間質(zhì)細(xì)胞又根據(jù)形態(tài)的不同分為兩種:星形及紡錘狀細(xì)胞。分離得到的ICs c-Kit染色呈陽(yáng)性,而平滑肌細(xì)胞染色呈陰性；(3)應(yīng)用全細(xì)胞模式的膜片鉗技術(shù),將鉗制電壓固定在-60mV,在間質(zhì)細(xì)胞上記錄到兩種不同類型的自發(fā)性內(nèi)向電流:頻率慢持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的電流(平均頻率12±0.66次/min,n=45)及頻率快持續(xù)

5、時(shí)間短的電流,即自發(fā)性瞬間內(nèi)向電流(spontaneous transient inwardcurrents,STIC,平均頻率29.35±1.33次/min,n=40)。但是在相同實(shí)驗(yàn)條件下,在平滑肌細(xì)胞上沒(méi)有記錄到類似的自發(fā)性電活動(dòng)；(4)非選擇性陽(yáng)離子通道阻斷劑gadolinium及氯通道阻斷劑niflumic acid均可完全阻斷上述兩種不同頻率的自發(fā)性內(nèi)向電流；用NMDG+取代胞外灌流液中的Na+也可完全阻斷兩種頻率的自發(fā)性內(nèi)

6、向電流；(5)ICs產(chǎn)生的兩種不同頻率的自發(fā)性內(nèi)向電流均可被caffeine及FCCP完全抑制,但是使用含有10mmol/LEGTA的電極內(nèi)液,沒(méi)有記錄到任何形式的自發(fā)性內(nèi)向電流；胞外無(wú)鈣液能明顯增加兩種頻率自發(fā)性內(nèi)向電流的振幅并降低其頻率,也明顯降低自發(fā)性瞬間外向電流(spontaneous transient inward currents,STOCs)的振幅及頻率；(6)胞內(nèi)鈣庫(kù)鈣泵抑制劑thapsigargin可以完全抑制兩種不

7、同頻率的自發(fā)性內(nèi)向電流；IP3受體介導(dǎo)的鈣庫(kù)抑制劑2-APB對(duì)兩種頻率的自發(fā)性內(nèi)向電流的振幅及頻率均有部分抑制作用,而ryanodine受體介導(dǎo)的鈣庫(kù)抑制劑ryanodine則可完全阻斷兩種頻率的自發(fā)性內(nèi)向電流；(7)鈣調(diào)蛋白抑制劑W-7明顯增加慢頻率自發(fā)性內(nèi)向電流的振幅和頻率,而只增加STICs的振幅；(8)細(xì)胞外低滲誘發(fā)的牽張刺激可以增加慢頻率自發(fā)性內(nèi)向電流的振幅并減慢其頻率,并且明顯增加平滑肌細(xì)胞L型鈣電流的振幅。
　　

8、以上結(jié)果提示:(1)在家兔門靜脈間質(zhì)細(xì)胞上記錄到的兩種不同頻率的自發(fā)性內(nèi)向電流,均主要由非選擇性陽(yáng)離子通道開放產(chǎn)生；但是,在本研究實(shí)驗(yàn)條件下,也不排除氯通道參與內(nèi)向電流產(chǎn)生的可能性；(2)胞內(nèi)鈣活動(dòng)及鈣調(diào)蛋白對(duì)這兩種電流的產(chǎn)生均起調(diào)節(jié)作用,并且IP3受體及ryanodine受體介導(dǎo)的鈣庫(kù)均參與兩種內(nèi)向電流的產(chǎn)生,而其中ryanodine受體介導(dǎo)的鈣庫(kù)可能起主要作用；(3)牽張刺激對(duì)門靜脈收縮活動(dòng)的影響可能主要表現(xiàn)在增強(qiáng)平滑肌的收縮幅度,