人腸壁內(nèi)Cajal細(xì)胞的發(fā)育、神經(jīng)支配模式及其與疾病的相關(guān)性研究.pdf

1、Cajal細(xì)胞(InterstitialcellsofCajal，ICC)是1893年西班牙著名神經(jīng)解剖學(xué)家Cajal應(yīng)用甲基蘭和鍍銀染色，在豚鼠和家兔小腸描述的一種細(xì)胞。100多年來，國內(nèi)外學(xué)者通過對胃腸壁內(nèi)ICC的形態(tài)、超微結(jié)構(gòu)、起源及生理功能等一系列的研究，已初步明確ICC是一種特殊的間質(zhì)細(xì)胞，以細(xì)胞網(wǎng)的形式分布于整個(gè)胃腸道。它能夠產(chǎn)生自發(fā)性電慢波、參與神經(jīng)信號傳遞，在調(diào)節(jié)胃腸道平滑肌運(yùn)動中具有重要作用；而且，近年研究表明ICC與

2、賁門失弛緩癥、假性腸梗阻、先天性巨結(jié)腸、慢性便秘等胃腸運(yùn)動功能障礙性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。因此，對于ICC的研究日益受到人們的關(guān)注，成為胃腸動力學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。 在ICC特異性標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)之前，僅能依靠電鏡觀察、甲基蘭及碘化鋅染色來確認(rèn)ICC，這嚴(yán)重阻礙了對其功能的理解，也無法進(jìn)行發(fā)育學(xué)研究。90年代中期，Huizinga、Maeda和Sanders等研究小組發(fā)現(xiàn)：位于人染色體4q11-12白色斑點(diǎn)顯性基因(domina

3、ntwhitespotting)的等位基因：c-kit原癌基因，編碼干細(xì)胞因子(stemcellfactor)的Ⅲ型酪氨酸激酶受體(KIT蛋白)，在胃腸壁內(nèi)ICC中持續(xù)表達(dá)，參與ICC發(fā)生、發(fā)育和分化的調(diào)控以及正常形態(tài)的維持，可作為ICC的特異性標(biāo)志物。這不僅為鑒別ICC提供了可靠的方法，而且也為進(jìn)一步研究ICC的起源、發(fā)育、生理功能及病理變化等提供了新的手段。 近年，應(yīng)用c-kit基因和KIT蛋白作為標(biāo)志物，對胃腸壁內(nèi)ICC的

4、結(jié)構(gòu)、功能及其在胃腸運(yùn)動調(diào)控中的作用等研究已取得了許多成果，但仍有一些問題尚未闡明，如有關(guān)ICC的胚胎發(fā)育、尤其是人的ICC發(fā)育及細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)形成過程、胃腸自主運(yùn)動起搏細(xì)胞的神經(jīng)調(diào)控模式以及ICC與部分胃腸運(yùn)動功能障礙性疾病的關(guān)系等。因此，本研究利用免疫細(xì)胞化學(xué)染色、NADPH-d組織化學(xué)方法、透射電子顯微鏡技術(shù)等，結(jié)合分層鋪片和冰凍切片，從形態(tài)學(xué)角度對上述問題進(jìn)行較細(xì)致的研究，期望為胃腸運(yùn)動調(diào)控機(jī)制的研究及胃腸運(yùn)動功能障礙性疾病的治療等提

5、供新的形態(tài)學(xué)依據(jù)。 主要結(jié)果如下：一、胎兒小腸ICC的發(fā)育1.采用全層鋪片結(jié)合冰凍切片的c-kit和vimentin免疫細(xì)胞化學(xué)結(jié)果表明：肌間神7經(jīng)叢部位ICC出現(xiàn)較早，在妊娠10～12周可見c-kit和vimentin陽性的免疫反應(yīng)細(xì)胞，即ICC；至妊娠中期，環(huán)行肌內(nèi)亦可見少量ICC，而深肌叢附近的ICC則在出生前后開始出現(xiàn)，說明人的小腸各亞群ICC的發(fā)生、發(fā)育存在一定的時(shí)間順序。 2.在胚胎發(fā)育早期，小腸肌間神經(jīng)叢周

6、圍的ICC僅為單層，長軸平行于環(huán)行??；隨著胎齡增加，ICC數(shù)量亦增多，并呈雙層排列，長軸分別平行于環(huán)行平滑肌和縱行平滑肌。但其它哺乳動物成年后肌間神經(jīng)叢周圍的ICC仍為單層，平行于環(huán)行平滑肌分布，提示ICC的結(jié)構(gòu)和分布存在種屬差異，人的小腸自主節(jié)律性的調(diào)控可能較其它動物復(fù)雜。 3.肌間神經(jīng)叢周圍ICC細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的形成亦存在一定的時(shí)間變化規(guī)律，胚胎發(fā)育的早期和中期，ICC數(shù)量少，突起短，細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)并不完整，而在胚胎發(fā)育的晚期至出生前，

7、ICC數(shù)量增加，突起進(jìn)一步伸長，分支增多，彼此間通過突起連接形成與成人相似的完整的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，初具調(diào)控胃腸運(yùn)動自主節(jié)律的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 二、胎兒小腸壁內(nèi)ICC的NO能神經(jīng)分布模式1.應(yīng)用NADPH-d組織化學(xué)方法顯示胎兒小腸肌間神經(jīng)叢含有大量的NO能神經(jīng)元及神經(jīng)纖維，構(gòu)成肌間神經(jīng)叢的一部分，肌內(nèi)亦有部分NO能神經(jīng)纖維，提示胚胎發(fā)育中晚期腸神經(jīng)系統(tǒng)已具備合成NO神經(jīng)遞質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2.利用鋪片和切片的NADPH-d和KIT蛋白

8、免疫細(xì)胞化學(xué)染色雙重標(biāo)記等方法，可見肌間神經(jīng)叢周圍ICC細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)與NOS陽性神經(jīng)纖維間的距離較近，部分膨體樣終末分布在ICC胞體和突起周圍，提示NO神經(jīng)遞質(zhì)可能對IC-MY有一定的調(diào)節(jié)作用。 三、慢傳輸型便秘及先天性巨結(jié)腸患者結(jié)腸壁內(nèi)ICC的形態(tài)學(xué)研究1.利用冰凍切片和分層鋪片的KIT蛋白免疫細(xì)胞化學(xué)染色結(jié)合電鏡觀察等，對成人慢傳輸型便秘(STC)患者乙狀結(jié)腸壁內(nèi)ICC的形態(tài)學(xué)研究表明：與正常相比，ICC的分布密度明顯減少，尤其

9、是環(huán)肌內(nèi)側(cè)與粘膜之間的ICC(IC-SM)減少最為顯著，約60％，這種細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)被破壞，可能與結(jié)腸運(yùn)動功能紊亂和頑固性便秘有關(guān)，提示結(jié)腸壁內(nèi)ICC可能參與STC的發(fā)生和發(fā)展過程。 2.對成人先天性巨結(jié)腸(HD)患者結(jié)腸壁內(nèi)ICC的的觀察表明：含神經(jīng)節(jié)腸段ICC分布正常，而無神經(jīng)節(jié)腸段，各亞型ICC均減少，細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)不完整；電鏡可見ICC內(nèi)細(xì)胞器減少，呈退行性病理改變，提示腸神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的缺失和ICC減少，可能共同參與HD胃腸運(yùn)