ICC樣細(xì)胞在上尿路起搏中的作用初探.pdf

1、背景及目的：輸尿管的基本功能是將尿液從腎臟輸送到膀胱，生理情況下，輸尿管存在自發(fā)性蠕動(dòng)，頻率約7-8次/分，尿液以尿小球的方式自腎臟流入膀胱，在離體去除神經(jīng)因素后，這種自發(fā)性蠕動(dòng)并不消失，這一現(xiàn)象提示輸尿管可能存在類似于心臟的不依賴于神經(jīng)的自發(fā)性電活動(dòng)起源，即起搏點(diǎn)。臨床上部分腎盂或腎盞受損的腎移植病人，術(shù)后出現(xiàn)無(wú)尿癥狀，表現(xiàn)為輸尿管蠕動(dòng)減弱或消失造成的梗阻，進(jìn)一步導(dǎo)致感染和尿毒癥，而連同腎盂腎盞的輸尿管一起行腎移植的患者大多輸尿管蠕動(dòng)

2、恢復(fù)較快。因此，深入研究輸尿管自發(fā)性收縮的興奮起源及其調(diào)控機(jī)制將為闡明上尿路尿液輸送障礙性疾病的發(fā)病機(jī)制及其治療提供理論依據(jù)。 有關(guān)上尿路自發(fā)性興奮的起源人們最先想到的便是平滑肌細(xì)胞，近四十年來(lái)人們所做的努力也是圍繞平滑肌細(xì)胞，從超微結(jié)構(gòu)、受體表達(dá)、細(xì)胞間通訊以及細(xì)胞表型改變等方面做了大量細(xì)致的工作，尤其是當(dāng)發(fā)現(xiàn)一類非典型平滑肌細(xì)胞，因其形態(tài)及電生理類似竇房結(jié)細(xì)胞，主要分布在腎盂處與生理環(huán)境下輸尿管的功能有一定關(guān)系，被一度認(rèn)為是

3、輸尿管的起搏細(xì)胞，遺憾的是非典型平滑肌細(xì)胞的起搏部位及起搏原理，尤其是利用同步的細(xì)胞外電生理技術(shù)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論何時(shí)起搏部位只有一處，無(wú)法解釋閾下刺激匯聚后引起的動(dòng)作電位，因此該細(xì)胞不能說(shuō)明其就是自發(fā)性興奮來(lái)源。近來(lái)的一些研究表明，許多平滑肌器官中都存在與平滑肌細(xì)胞在形態(tài)及功能上均不相同的細(xì)胞--Cajal間質(zhì)細(xì)胞(Interstitial cells of cajal，ICC)，而這類細(xì)胞恰恰是自發(fā)性電活動(dòng)的起源，與所在器官的自發(fā)性收縮活動(dòng)

4、有關(guān)，有的已經(jīng)被證明為所在器官的起搏細(xì)胞，例如胃腸道。 那輸尿管的情況呢？是否也存在這類既古老又未知的細(xì)胞呢？在國(guó)家基金委的資助下(項(xiàng)目號(hào)：30670776)，我們對(duì)此假設(shè)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，正常豚鼠上尿路也存在c-kit陽(yáng)性的ICC樣細(xì)胞，Solari等對(duì)比研究19例先天性腎盂輸尿管梗阻(UPJ)的患兒與正常兒童腎盂和輸尿管處ICC樣細(xì)胞的分布密度發(fā)現(xiàn)，前者ICC樣細(xì)胞在腎盂和輸尿管均有較多分布，后者則呈散在分布，分布密度兩

5、者對(duì)比有顯著差異，該結(jié)果提示ICC樣細(xì)胞與輸尿管興奮起源和調(diào)控有密切關(guān)系，推測(cè)ICC樣細(xì)胞在UPJ的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。而且David SG利用c-kit抗體養(yǎng)育小鼠后發(fā)現(xiàn)，該類小鼠的輸尿管蠕動(dòng)能力減弱，因此我們認(rèn)為腎盂輸尿管交界處有可能是輸尿管的起搏點(diǎn)，而ICC樣細(xì)胞極有能是輸尿管的起搏細(xì)胞。 本課題首先觀察上尿路不同部位的肌條收縮幅度及頻率的差異，從功能學(xué)的角度探討上尿路起搏點(diǎn)存在的可能性及部位。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步觀察正常

6、豚鼠上尿路不同部位ICC樣細(xì)胞的分布情況及其與肌條收縮功能的相關(guān)性，對(duì)輸尿管起搏點(diǎn)及ICC樣細(xì)胞在輸尿管起搏中的作用進(jìn)行初步研究。 方法：以8-10周齡正常豚鼠為研究對(duì)象，不分雌雄，重量在400-450g。實(shí)驗(yàn)均采用新鮮的輸尿管組織。首先將豚鼠上尿路的組織分段，依次為腎盂輸尿管交界，上、中、下段輸尿管(輸尿管上段為距腎盂輸尿管交界處0.5 cm，下段為距膀胱0.5 cm，中段為2者正中)，把上述部位平滑肌組織利用肌條收縮實(shí)驗(yàn)來(lái)觀

7、察收縮特性是否存在差異。然后應(yīng)用同樣的取材方法，在上述各部位免疫熒光檢測(cè)其組織中ICC樣細(xì)胞的分布密度，從而得到大致的ICC樣細(xì)胞分布圖，對(duì)照組為未加入c-kit抗體組織。在初步確定局部肌條收縮存在差異后，結(jié)合后面觀察到ICC樣細(xì)胞在上尿路分布同樣存在差異，從功能學(xué)角度探討輸尿管起搏點(diǎn)存在的可能位置及是否與ICC樣細(xì)胞有關(guān)。 結(jié)果： 1.在一定前負(fù)荷下(0.3g)，離體的豚鼠輸尿管肌條具有自發(fā)性收縮能力，收縮幅度自上而下

8、呈遞減趨勢(shì)，腎盂輸尿管交界處(0.14±0.008)mN、輸尿管上段(0.08±0.011) mN與輸尿管中段(0.026±0.005)mN、輸尿管下段(0.024±0.015)mN之間差異顯著(P<0.05)； 2.在一定前負(fù)荷下(0.3g)，不同部位離體的豚鼠輸尿管肌條收縮頻率自上而下呈遞減趨勢(shì)，腎盂輸尿管交界處(6，8±0.84)次/min及輸尿管上段(4.0±0.71)次/min與輸尿管中段(1.6±0.54)次/min

9、、輸尿管下段(2.0±0.71)次/min之間差異顯著(P<0.05)； 3. c-kit免疫熒光染色結(jié)果顯示，在豚鼠上尿路粘膜下、肌束邊緣、肌束間以及脈管周圍可見散在或呈網(wǎng)絡(luò)狀分布c-kit陽(yáng)性的ICC樣細(xì)胞； 4.從數(shù)量上看，上尿路ICC樣細(xì)胞以腎盂輸尿管交界部最多，沿輸尿管自上而下呈遞減趨勢(shì)，在輸尿管壁內(nèi)段反向增高，各部位存在明顯差異； 結(jié)論： 1.豚鼠輸尿管不同部位興奮性不同，腎盂輸尿管交界處收縮