膀胱ICC細(xì)胞在神經(jīng)源性膀胱興奮性改變中的作用探討.pdf

1、背景及目的:探討膀胱Cajal間質(zhì)細(xì)胞(Interstitial cell of Cajal，ICC)在神經(jīng)源性膀胱興奮性改變中的作用。神經(jīng)源性膀胱(Neurogenic bladder，NGB)是臨床上常見(jiàn)的一種膀胱功能障礙，脊髓損傷是其常見(jiàn)原因之一。主要有兩種類型：骶髓損傷(Sacral cord injury，SCI)和骶髓上損傷(Suprasacral cord injury，sscD，骶髓損傷會(huì)導(dǎo)致逼尿肌無(wú)反射(Detruso

2、rareflexia，DA)，表現(xiàn)為排尿期膀胱不能收縮或者收縮無(wú)力；而骶髓上損傷會(huì)導(dǎo)致逼尿肌反射亢進(jìn)(Detrusor hyperreflexia，DH)，表現(xiàn)為儲(chǔ)尿期出現(xiàn)膀胱自發(fā)或誘發(fā)的收縮。既往對(duì)神經(jīng)源性膀胱發(fā)病機(jī)理的研究多進(jìn)行的是神經(jīng)病理學(xué)研究，傳統(tǒng)理論認(rèn)為，骶髓損傷的部位在骶髓初級(jí)排尿中樞，膀胱失去初級(jí)排尿中樞的控制，表現(xiàn)為排尿期不能出現(xiàn)收縮；骶髓上損傷的部位為骶髓以上，骶髓初級(jí)排尿中樞保存完整，失去高位中樞的控制，膀胱出現(xiàn)反射

3、亢進(jìn)的表現(xiàn)。但這些理論對(duì)神經(jīng)病變后逼尿肌水平何種病變的下游機(jī)制解釋不清，進(jìn)一步的研究也發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)源性膀胱的膀胱壁也出現(xiàn)一系列的病理改變，包括肌細(xì)胞排列紊亂，分布不均勻；肌細(xì)胞間隙增寬或不均勻，彈性纖維減少，膠原纖維增生；中間連接減少，伴有縫隙連接的出現(xiàn)等等，但兩種不同的病變都有類似的病理改變，顯然還有我們未知的病理生理改變導(dǎo)致了膀胱功能的繼發(fā)性改變。 Cajal間質(zhì)細(xì)胞是胃腸道平滑肌活動(dòng)的起搏細(xì)胞，參與胃腸道基本電節(jié)律(Bas

4、icelectrical rhythm，BER)的產(chǎn)生、傳遞電信號(hào)以及介導(dǎo)腸神經(jīng)和平滑肌之間的信號(hào)調(diào)節(jié)。ICC細(xì)胞保持正常的結(jié)構(gòu)、功能及分布，對(duì)胃腸動(dòng)力的產(chǎn)生和功能調(diào)控至關(guān)重要，其分布密度的異常和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)完整性破壞與一些胃腸動(dòng)力紊亂性疾病如Hirschsprung's病和慢性傳輸型便秘的發(fā)生密切相關(guān)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者用相差顯微鏡、免疫組織化學(xué)分析和電鏡技術(shù)研究人或動(dòng)物具有自發(fā)性活動(dòng)的平滑肌標(biāo)本發(fā)現(xiàn)，ICC細(xì)胞普遍存在于各種器官，包括泌尿

5、道的腎盂、輸尿管和膀胱，但I(xiàn)CC細(xì)胞在泌尿道的作用還不清楚。研究發(fā)現(xiàn)泌尿道存在ICC細(xì)胞，且具有自發(fā)性興奮的特征。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在先天性腎盂輸尿管連接部梗阻患者，腎盂輸尿管連接部ICC細(xì)胞數(shù)量減少；在先天性巨結(jié)腸-巨膀胱-小腸蠕動(dòng)失遲緩癥患者，膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量也是減少的；在人膀胱出口梗阻引起的過(guò)度活動(dòng)膀胱中ICC細(xì)胞數(shù)量增加；本課題組的前期研究也發(fā)現(xiàn)，在大鼠膀胱出口梗阻引起的逼尿肌不穩(wěn)定模型中，膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量也明顯增加，這些都提

6、示ICC細(xì)胞可能在膀胱活動(dòng)中起重要作用。因此，我們推測(cè)不同部位脊髓損傷后膀胱功能出現(xiàn)了典型的逼尿肌反射亢進(jìn)和逼尿肌無(wú)反射表現(xiàn)，是否與ICC細(xì)胞的變化有關(guān)？ ICC細(xì)胞特異性表達(dá)c-kit受體(Kit是一種編碼酪氨酸激酶受體的原癌基因)，Kit信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞的發(fā)育和表型維持至關(guān)重要。甲磺酸伊馬替尼(Glivec)是一個(gè)選擇性的c-kit受體酪氨酸激酶抑制劑，經(jīng)美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于治療費(fèi)城染色體陽(yáng)性的慢性髓樣白血病和c-kit陽(yáng)性的

7、胃腸道間質(zhì)腫瘤。研究發(fā)現(xiàn)Glivec不僅可以抑制胃腸道ICC細(xì)胞的表達(dá)，還可以抑制離體豚鼠膀胱自發(fā)性活動(dòng)和逼尿肌的自發(fā)性動(dòng)作電位，說(shuō)明ICC細(xì)胞可能參與了膀胱的自發(fā)性活動(dòng)和逼尿肌的自發(fā)性動(dòng)作電位。 本課題擬通過(guò)對(duì)比研究骶髓上及骶髓損傷后逼尿肌反射亢進(jìn)和逼尿肌無(wú)反射膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量變化、興奮性變化及用Glivec阻斷從細(xì)胞水平、組織水平和在體水平阻斷ICC后，觀察ICC細(xì)胞興奮性變化、肌條自發(fā)性活動(dòng)的變化和膀胱功能的改變，探討膀

8、胱ICC細(xì)胞在逼尿肌反射亢進(jìn)和逼尿肌無(wú)反射膀胱興奮性改變中的作用。 方法:本課題以成年雌性SD大鼠為研究對(duì)象，建立骶髓及骶髓上損傷實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，圍繞正常組、膀胱造瘺組、骶髓上損傷組及骶髓損傷組之間的對(duì)比進(jìn)行以下研究：1、形態(tài)學(xué)研究：免疫熒光標(biāo)記各組膀胱ICC細(xì)胞，觀察各組膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量的變化，探討ICC細(xì)胞數(shù)量變化與膀胱興奮性改變的可能關(guān)系。2、功能學(xué)研究：急性分離各組膀胱的ICC細(xì)胞，激光共聚焦顯微鏡檢測(cè)膀胱ICC細(xì)胞自發(fā)性鈣

9、波變化、即細(xì)胞興奮性的變化，觀察ICC細(xì)胞興奮性變化與膀胱興奮性改變的可能關(guān)系。3、甲磺酸伊馬替尼(Glivec)阻斷ICC細(xì)胞對(duì)膀胱興奮性的影響：①細(xì)胞水平：用Glivec阻斷ICC細(xì)胞的c-kit受體，觀察阻斷c-kit受體后膀胱ICC細(xì)胞興奮性的變化。②組織水平：進(jìn)行不同組別的膀胱肌條實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入Glivec，觀察肌條自發(fā)性收縮的變化。③在體水平：進(jìn)行大鼠膀胱充盈性測(cè)壓實(shí)驗(yàn)，經(jīng)尾靜脈注射Glivec，觀察膀胱興奮性改變。

10、 結(jié)果: 1、成功制作了脊髓損傷后逼尿肌反射亢進(jìn)和逼尿肌無(wú)反射兩種動(dòng)物模型。 2、形態(tài)學(xué)研究顯示：()髓上損傷大鼠膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量較正常組和膀胱造瘺組明顯增加，膀胱造瘺組和正常組大鼠膀胱ICC細(xì)胞無(wú)明顯差異，骶髓損傷組膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量較正常組和膀胱造瘺組減少。 3、成功進(jìn)行了大鼠膀胱ICC細(xì)胞的急性分離和鑒定。 4、功能學(xué)研究顯示：骶髓上損傷大鼠膀胱ICC細(xì)胞自發(fā)性興奮性較正常組和膀胱造瘺組明

11、顯增加，膀胱造瘺組大鼠和正常組大鼠膀胱ICC細(xì)胞自發(fā)性興奮性無(wú)明顯差異，骶髓損傷組膀胱ICC細(xì)胞自發(fā)性興奮性較正常組和膀胱造瘺組降低。 5、Glivec可以以劑量依賴性的方式抑制膀胱ICC細(xì)胞的自發(fā)性鈣波，低濃度(1×10-6mol/L)的Glivec對(duì)逼尿肌反射亢進(jìn)大鼠膀胱ICC細(xì)胞自發(fā)性鈣波有抑制作用，而5×10-5mol/L的Glivec對(duì)逼尿肌無(wú)反射大鼠膀胱ICC細(xì)胞自發(fā)性鈣波有抑制作用。 6、在一定的前負(fù)荷(1

12、g)下，各組大鼠膀胱表現(xiàn)了不同的自發(fā)性收縮，逼尿肌反射亢進(jìn)大鼠膀胱自發(fā)性收縮的幅度高于逼尿肌無(wú)反射大鼠膀胱。 7、Glivec可呈劑量依賴性的方式降低膀胱逼尿肌肌條自發(fā)性收縮的幅度，低濃度(1×10-5mol/L)的Glivec對(duì)逼尿肌反射亢進(jìn)大鼠膀胱逼尿肌肌條自發(fā)性收縮的幅度有抑制作用，而5×10-4mol/L的Glivec對(duì)逼尿肌無(wú)反射大鼠膀胱逼尿肌肌條自發(fā)性有抑制作用。任何濃度的Glivec對(duì)肌條自發(fā)性收縮的頻率無(wú)影響。

13、 8、10mg/kg的Glivec可以增加逼尿肌反射亢進(jìn)大鼠膀胱容量和順應(yīng)性，對(duì)逼尿肌無(wú)反射大鼠膀胱容量和順應(yīng)性無(wú)明顯影響。20mg/kg的Glivec抑制逼尿肌反射亢進(jìn)膀胱充盈過(guò)程中的自發(fā)性收縮。 結(jié)論: 1、不同部位脊髓損傷引起的逼尿肌反射亢進(jìn)和逼尿肌無(wú)反射大鼠模型中，膀胱ICC細(xì)胞數(shù)量和興奮性出現(xiàn)了不同的變化。 2、Glivec阻斷ICC細(xì)胞后，抑制了逼尿肌反射亢進(jìn)肌條的自發(fā)性收縮，增加了逼尿肌反射亢