出生后哺乳動物胃腸道Cajal細胞的發(fā)育生物學特性研究.pdf

1、Cajal細胞(Interstitial cells oICaial，ICCs)作為一種特殊的間質細胞，以細胞網(wǎng)絡的形式分布于整個胃腸道，能產生自發(fā)性電慢波、參與神經(jīng)信息傳遞，在調節(jié)胃腸道平滑肌運動中具有重要作用。近年臨床研究發(fā)現(xiàn)ICCs與一些新生兒胃腸運動功能障礙性疾病：如嬰兒肥厚性幽門狹窄(Infantile hypertrophic pyloric stenosis，IHPS)、新生兒假性腸梗阻(neonatal pseudo-o

2、bstruction)、先天性巨結腸(Hirschsprung’s disease，HD)及胃腸術后一過性腸麻痹等密切相關。盡管上述疾病的發(fā)生機制尚不清楚，但均有一個共同的特點：病變部位胃腸壁內ICCs數(shù)量呈不同程度減少，甚至缺如，ICCs彼此間不能形成完整的細胞網(wǎng)絡，說明ICCs發(fā)育過程的延遲或異?？赡軙е滦律鷥何改c運動出現(xiàn)障礙。因此闡明ICCs的發(fā)育規(guī)律及增殖再生潛能，將對胃腸運動功能障礙性疾病的發(fā)病機制的認識和治療提供一定的指導

3、作用。 目前關于ICCs細胞的發(fā)育學研究主要集中在胚胎期，研究結果顯示胚胎期ICCs的數(shù)量隨著胎齡增加而增多，突起逐漸延長，出生前后已形成與成人相似的細胞網(wǎng)絡。而且認為該細胞只在胚胎期及新生早期具有增殖能力。但關于哺乳動物出生后ICCs的發(fā)育變化規(guī)律及正常生理條件下的增殖特性尚未見文獻報道。 此外，c-kit原癌基因及Kit蛋白作為ICCs的特異性標記物不僅能在ICCs持續(xù)表達，而且Kit信號通路對其發(fā)育、分化、增殖、存

4、活、及正常功能的維持等均具有重要調控作用。但在上述疾病中，隨ICCs數(shù)量的減少，Kit蛋白表達亦明顯下調，無法對ICCs進行有效標記，所以ICCs確切的命運轉歸如何并不清楚。 因此，本論文首先研究出生后ICCs發(fā)育的時空變化規(guī)律，然后觀察成體ICCs是否仍然能夠增殖及不同年齡階段ICCs的增殖特點，最后研究CD44在胃腸道內的表達模式及其與ICCs的關系。主要結果如下： 1.出生后，小腸的長度、直徑及表面積不斷增加，P3

5、2達到成年水平。應用Kit免疫熒光染色觀察到出生時腸壁內ICCs主要位于肌間神經(jīng)叢附近，細胞呈星形，核周胞質少，通過2-3個細小的突起及分支彼此相連形成較稀疏的細胞網(wǎng)絡。隨著年齡的增長，IC-MY突起及分支增粗延長，數(shù)量明顯增多，P32達PO的16倍并形成與成年動物相似的完整致密的細胞網(wǎng)絡。但腸道各部位ICCs的發(fā)育并不同步，存在從頭端到尾端的時空差異，回腸IC-MY細胞網(wǎng)絡的發(fā)育明顯滯后于十二指腸和空腸。 2.通過給不同年齡的

6、小鼠注射BrdU并結合Kit/BrdU免疫熒光雙重染色發(fā)現(xiàn)出牛后ICCs仍具有增殖能力，但隨年齡的增長其增殖能力會逐漸降低。成體小腸中存在Kit+/BrdU+/CD44+/CD34+/IGF-IR+細胞，可能是ICCs的前體細胞，可增殖分化為成熟的ICCs。 3.運用CD44、Kit和vimentin(ICCs另一種標記物)三重免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)CD44陽性細胞與成年哺乳動物消化管各段肌層內Kit和vimentin陽性的ICCs均

7、基本重合，并緊緊包繞在NF200陽性的神經(jīng)纖維周圍，而平滑肌細胞及成纖維細胞中未見該蛋白表達，說明CD44可作為ICCs細胞的特異標志物。胃腸壁內也存在極少量(0.6％)Kit-/CD44+的細胞，呈圓形，突起短而少，其分布部位及形態(tài)與胚胎期ICCs前體細胞相似，推測可能為成年動物中的ICCs前體細胞。 綜上所述，本研究初步證明出生后隨小腸結構的不斷完善ICCs亦可進一步發(fā)育，P32左右才形成與成年動物相似的細胞網(wǎng)絡。新生期到成