門靜脈間質細胞自發(fā)性內向電流特性及牽張刺激對其調控作用.pdf

1、Cajal間質細胞(Interstitial Cells of Cajal,ICCs)是一百多年前由西班牙神經解剖學家Cajal在胃腸道發(fā)現的一種具有起搏功能的細胞。與平滑肌細胞相比較,這種細胞主要具有兩個特點:(1)它表達一種酪氨酸激酶受體-c-Kit蛋白,因此c-Kit染色呈陽性；(2)它可以產生自發(fā)性節(jié)律性的內向電流,即起搏電流。關于起搏電流產生的機制目前還存在爭議,主要觀點認為它可能是由于低鈣敏感的非選擇性陽離子通道開放或鈣激活

2、氯通道開放產生。近年來人們在門靜脈血管壁上發(fā)現了與ICCs形態(tài)類似的細胞并將其定義為間質細胞(Interstitial Cells,ICs)。研究顯示,門靜脈不同部位收縮頻率的快慢與間質細胞在門靜脈分布密度的高低呈現相關性,并且,間質細胞內產生的自發(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胞膜電位產生去極化反應。以上結果表明,間質細胞可能是門靜脈發(fā)生自發(fā)性節(jié)律性收縮運動的起搏細胞。從電生理學角

3、度講,判斷一種細胞是否是起搏細胞的最重要的證據是能否記錄到起搏電流,但是迄今為止,國內外研究中尚沒有直接在門靜脈間質細胞上記錄到該電流的報道。因此,本文使用酶解分離的方法得到單個間質細胞,并在此基礎上,進一步應用免疫化學與全細胞膜片鉗技術研究家兔門靜脈間質細胞的形態(tài)及電生理學特性,以探討門靜脈自發(fā)節(jié)律性收縮的起搏機制。
　　 結果：顯示:(1)門靜脈在體外可以產生自發(fā)性收縮活動,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胞:典型的胞膜光滑的平滑肌細胞及胞膜帶有突起的間質細胞(ICs)。而間質細胞又根據形態(tài)的不同分為兩種:星形及紡錘狀細胞。分離得到的ICs c-Kit染色呈陽性,而平滑肌細胞染色呈陰性；(3)應用全細胞模式的膜片鉗技術,將鉗制電壓固定在-60mV,在間質細胞上記錄到兩種不同類型的自發(fā)性內向電流:頻率慢持續(xù)時間長的電流(平均頻率12±0.66次/min,n=45)及頻率快持續(xù)

5、時間短的電流,即自發(fā)性瞬間內向電流(spontaneous transient inwardcurrents,STIC,平均頻率29.35±1.33次/min,n=40)。但是在相同實驗條件下,在平滑肌細胞上沒有記錄到類似的自發(fā)性電活動；(4)非選擇性陽離子通道阻斷劑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

6、向電流；(5)ICs產生的兩種不同頻率的自發(fā)性內向電流均可被caffeine及FCCP完全抑制,但是使用含有10mmol/LEGTA的電極內液,沒有記錄到任何形式的自發(fā)性內向電流；胞外無鈣液能明顯增加兩種頻率自發(fā)性內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)胞內鈣庫鈣泵抑制劑thapsigargin可以完全抑制兩種不

7、同頻率的自發(fā)性內向電流；IP3受體介導的鈣庫抑制劑2-APB對兩種頻率的自發(fā)性內向電流的振幅及頻率均有部分抑制作用,而ryanodine受體介導的鈣庫抑制劑ryanodine則可完全阻斷兩種頻率的自發(fā)性內向電流；(7)鈣調蛋白抑制劑W-7明顯增加慢頻率自發(fā)性內向電流的振幅和頻率,而只增加STICs的振幅；(8)細胞外低滲誘發(fā)的牽張刺激可以增加慢頻率自發(fā)性內向電流的振幅并減慢其頻率,并且明顯增加平滑肌細胞L型鈣電流的振幅。
　　

8、以上結果提示:(1)在家兔門靜脈間質細胞上記錄到的兩種不同頻率的自發(fā)性內向電流,均主要由非選擇性陽離子通道開放產生；但是,在本研究實驗條件下,也不排除氯通道參與內向電流產生的可能性；(2)胞內鈣活動及鈣調蛋白對這兩種電流的產生均起調節(jié)作用,并且IP3受體及ryanodine受體介導的鈣庫均參與兩種內向電流的產生,而其中ryanodine受體介導的鈣庫可能起主要作用；(3)牽張刺激對門靜脈收縮活動的影響可能主要表現在增強平滑肌的收縮幅度,