牵张应变对小鼠小肠Cajal间质细胞起搏电流的影响

消化道平滑肌在生理和病理情况下经常受到机械牵张刺激。这种机械牵张刺激作用于消化道平滑肌时,受牵张的平滑肌通过神经源性和肌源性机制调节其运动。牵张引起平滑肌收缩的神经源性机制已经被人们所熟悉,但肌源性机制还不十分清楚。关于牵张引起平滑肌收缩的肌源性机制,以往的研究主要集中在胃肠平滑肌本身离子通道功能改变上。Cajal间质细胞(interstitial cells of Cajal ,简称ICC)是存在于纵行和环行肌之间的平滑肌自律性运动的起搏细胞,是目前胃肠平滑肌动力学研究的热点细胞。既然存在于胃肠纵行和环行肌之间,ICC在消化活动全过程中也应该经常性受到牵张刺激。因此,可以设想,在牵张应变调节胃肠动力过程中ICC也应起着重要作用,但目前尚未见相关的研究报道。 本文在采用免疫细胞化学法对培养的小肠ICC进行鉴定的基础上,应用膜片钳技术观察了小肠ICC起搏电流的特性;采用对细胞直接施加压力和灌流低渗溶液的两种方法给细胞膜施加张应变刺激,观察了张应变对小肠ICC起搏电流的影响。 结果显示:①培养72h后的ICC均呈C-Kit蛋白表达阳性;②在全细胞模式下,在ICC上可以记录到自发并具有节律性的内向电流;③在全细胞、单通道模式下,钙调蛋白抑制剂W-7可以明显增加ICC起搏电流的幅度;④在全细胞模式下,正压和降低细胞外渗透压均可以激活一种内向电流的同时,明显增加起搏电流的振幅及频率;⑤在细胞贴附模式下,负压和降低胞外渗透压明显增强钙调蛋白抑制剂W-7诱发的ICC自发性内向电流;⑦在膜内面向外模式下,负压能增加细胞内低钙诱发的自发性内向电流的振幅。 上述结果表明,在小鼠小肠培养的ICC上能够记录到自发并具有节律性的内向电流,即起搏电流。这种起搏电流的产生与胞内低钙和钙调蛋白抑制剂敏感的离子通道有关;牵张应变刺激可以直接作用于小肠ICC并改变其电生理特性,从而调节胃肠平滑肌运动的基础张力和频率。