胃肠平滑肌运动单位SIP合胞体的生理与病理生理学意义

胃肠平滑肌层富有特殊分化的两种间质细胞,包括Cajal间质细胞(interstitial cells of Cajal,ICC)以及血小板衍生因子受体α阳性细胞(platelet-derived growth factor receptorα-positive cells,PDGFRα~+细胞)。ICC和PDGFRα~+细胞分别与平滑肌细胞(smooth muscle cells,SMC)形成缝隙连接调控平滑肌的收缩功能,因此,这三种细胞共同构成功能性的合胞体,称为SMC、ICC和PDGFRα~+细胞合胞体(SIP合胞体)。各种神经递质、体液因子、内源性生物活性分子以及药物等可以通过SIP合胞体影响胃肠运动。本文综述了SIP合胞体及其作用机制以及生理与病理生理学意义。     

嘌呤拟似物对豚鼠胃窦环行肌自发性收缩及电活动的影响

为探讨非肾上腺素能非胆碱能神经递质对胃窦环行肌功能的调节作用,在离体胃平滑肌上观察了嘌呤拟似物对胃窦环行肌自发性收缩活动和电活动的影响。电活动用传统的细胞内微电极记录,并和收缩活动同步描记于多道生理记录仪。结果表明,嘌呤能P2Y受体激动剂,三磷酸腺苷(ATP)和2-methylthio ATP(2-MeSATP)均增强胃窦平滑肌的收缩活动,但不影响电活动,而且ATP和2-MeSATP对胃平滑肌收缩活动的增强作用可被嘌呤能P2Y受体阻断剂,reactive blue-2和苏拉明(suramin)所阻断。用100μmol／L α,β-MeATP引起的脱敏感使P2X受体被阻断,ATP增强胃窦平滑肌收缩活动的效应不受影响。嘌呤能P2X受体激动剂,α,β-MeATP明显抑制胃窦环行肌自发性收缩活动,同时使膜电位明显超极化。ATP对胃窦平滑肌的收缩作用不被L型钙通道阻断剂尼卡地平(nicardipine)阻断,但细胞外用无钙液灌流时这种效应则完全被阻断。用前列腺素合成抑制剂消炎痛预先处理20min后,ATP和2-MeSATP仍能增强胃窦平滑肌的自发性收缩活动。以上结果提示：(1)ATP和2-MeSATP通过嘌呤能P2Y受体增强胃窦平滑肌的自发性收缩活动,而α,β-MeATP或β,γ-MeATP通过嘌呤能P2X受体使膜电位超极化,引起胃窦平滑肌的舒张;(2)ATP和2-MeSATP增强胃窦平滑肌自发性收缩活动的效应依赖于细胞外钙,但钙离子进入细胞的途径并不是电压依赖性钙通道;(3)ATP和2-MeSATP增强胃窦平滑肌自发性收缩活动的效应不通过前列腺素介导。     

内脏平滑肌Cajal间质细胞起搏功能(英文)

胃肠道的大部分区域都存在着一种特殊的间质细胞——Cajal间质细胞(interstitial cells of Cajal,ICCs)。尽管在100多年前它们的存在就已被发现,但是直到最近几十年的研究才逐渐揭示了它们的功能。在胃肠道,ICCs被认为是平滑肌自发性节律性电活动,即"基本电节律"(又称"慢波")的起搏细胞,并介导神经至平滑肌的神经信号传递活动。除胃肠道外,ICC样细胞同样存在于其它内脏平滑肌,如泌尿、生殖系统以及血管平滑肌等。本文仅就这些内脏平滑肌ICCs的功能做一简单综述。     

膀胱ICC样细胞研究进展

Cajal间质细胞(ICC)是分布在消化道自主神经末梢和平滑肌之间的一类特殊细胞,是胃肠道慢波的起搏细胞,是胃肠运动的pacemaker,它推进电活动的传播以及介导神经信号传递,控制胃肠道自主神经运动功能.近年来在人和动物膀耽中已证实存在ICC样细胞,其功能研究是最近研究的热点.ICC样细胞证实具有和胃肠ICC一样的藕联及神经调节功能的结构基础和功能特点,其是否具有起搏特性值得期待.     

新鲜分离小鼠胃ICC样细胞的鉴定及其电生理学特性

将免疫荧光及传统全细胞膜片钳技术应用于新鲜分离的小鼠胃Cajal 间质细胞样细胞上,探讨了小鼠胃Cajal 间质细胞样细胞形态和电生理学特性。经胶原酶消化得到的Cajal间质细胞样细胞胞体呈短梭形,且自胞体发出多个较短的毛刺状突起。免疫细胞化学结果表明,Cajal 间质细胞样细胞胞体和突起酪氨酸激酶受体c-kit表达呈阳性。在传统全细胞记录模式、膜电位钳制在-60 mV 的条件下,可以记录到自发、节律性内向电流,即起搏电流。钙调蛋白抑制剂W-7 (50µmol/L）明显增强了起搏电流幅度并引发明显的内向钳制电流。当电极内液中EGTA 的浓度由0.1 mmol/L增加到10 mmol/L时,也明显增强了起搏电流幅度并引发明显的内向钳制电流。实验结果提示,新鲜分离的小鼠胃Cajal 间质细胞样细胞可以产生自发、自律性内向电流,而这种电流对胞内低钙或钙调蛋白抑制剂敏感。这种具有自发性电活动的Cajal 间质细胞样细胞可能就是胃Cajal 间质细胞。     

新鲜分离小鼠胃Cajal间质细胞样细胞的鉴定及其电生理学特性

将免疫荧光及传统全细胞膜片钳技术应用于新鲜分离的小鼠胃Cajal间质细胞样细胞上,探讨了小鼠胃Cajal间质细胞样细胞形态和电生理学特性。经胶原酶消化得到的Cajal间质细胞样细胞胞体呈短梭形,且自胞体发出多个较短的毛刺状突起。免疫细胞化学结果表明,Cajal间质细胞样细胞胞体和突起酪氨酸激酶受体c-kit表达呈阳性。在传统全细胞记录模式、膜电位钳制在-60mV的条件下,可以记录到自发、节律性内向电流,即起搏电流。钙调蛋白抑制剂W-7 （50μmol／L）明显增强了起搏电流幅度并引发明显的内向钳制电流。当电极内液中EGTA的浓度由0．1mmol／L增加到10mmol/L时,也明显增强了起搏电流幅度并引发明显的内向钳制电流。实验结果提示,新鲜分离的小鼠胃Cajal间质细胞样细胞可以产生自发、自律性内向电流,而这种电流对胞内低钙或钙调蛋白抑制剂敏感。这种具有自发性电活动的Cajal间质细胞样细胞可能就是胃Cajal间质细胞。     

阳离子对豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性电流的调制

本文旨在探讨哺乳动物前庭胆碱能传出神经系统的作用机制,应用全细胞膜片钳技术研究新鲜分离的豚鼠Ⅱ型前庭毛细胞ACh-敏感性电流的特性以及细胞内外的阳离子对ACh-敏感性电流的调制作用。结果显示,Ⅱ型前庭毛细胞对细胞外ACh敏感,ACh激活缓慢持久的外向性电流,室温下此电流的再次完全激活时间约为(60±10)s。ACh-敏感性电流的反转电位为(-66±8)mV,提示此电流主要由K+参与形成,其直接作用是使毛细胞超极化。ACh-敏感性电流对较高浓度的四乙胺(tetraethylammonium chloride,TEA)敏感,提示细胞外ACh激活钙依赖性钾电流。进一步检测细胞内外阳离子对 ACh-敏感性电流的调制作用发现,细胞外Na+和细胞内Ca2+释放不参与此电流的激活过程,而细胞外K+、细胞外Ca2+和细胞内Mg2+对ACh-敏感性电流具有重要的调制作用。进一步提示,ACh是哺乳动物前庭传出神经系统重要的神经递质。 Na+不参与ACh-敏感性电流的激活过程提示,ACh-敏感性电流可能由非α9-N型胆碱能受体(α9-nAChR)介导。ACh诱导的Ⅱ型前庭毛细胞超极化作用受细胞外Ca2+浓度和细胞内Mg2+浓度调制。     

嘌呤受体

1972年,Burnstock系统地提出了嘌呤能神经的概念后,这一理论引起了广泛重视。大量实验证实了嘌呤能神经和相应受体的存在。对嘌呤受体的分布、分类、作用机制、生理效应、拮抗剂和激动剂等方面也进行了深入研究并取得了较大进展。一、确定嘌呤受体存在的依据六十年代早期,电生理学研究发现:当用单个脉冲短期跨壁刺激豚鼠的结肠带时,其平滑肌细胞产生大的超极化接头电位,并伴有舒张反应。并且,如同时使用阿托品和胍乙啶,这种舒张反应依然存在;但用低浓度的河豚毒素可消除这些反应。表明这种反应是通过非胆     

P2受体与神经系统疾病及药物作用新靶点

嘌呤受体是一类以核苷酸为激动剂的受体家族,分为P1和P2受体,广泛分布于神经系统,发挥不同的作用．如调节神经递质的释放、神经元的兴奋性、痛觉信息传递等。其中P2受体分布最为广泛,且与多种疾病的病理过程相关．其选择性激动剂和拮抗剂具有良好的临床应用前景。     

超极化激活的环核苷酸门控性阳离子通道（HCN）与疾病的相关性

超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gate cation channel,HCN)是一种特殊的阳离子通道,存在于神经细胞、小肠间质细胞、窦房结细胞或心脏细胞等具有自律性的细胞膜上,是产生过度激活正离子电流的结构基础,被认为是起搏细胞的重要特征。HCN离子蛋白通道不但与细胞凋亡以及电流传导有着密切关系,而且还与多种生命活动过程密切相关,近年来,已涉及到疼痛、癫痫、心律失常、消化道系统等许多疾病,特别是有关神经系统方面的疾病,下面将超极化激活的环核苷酸门控性阳离子通道(HCN)与疾病的关系综述如下。     

α7 nAChR在上皮组织的表达及其功能的研究进展

α7 nAChR是配体门控离子通道蛋白超家族的典型代表,烟碱型乙酰胆碱受体的一个重要亚型,是复杂的五聚体跨膜蛋白,介导Na+、Ca2+流入,K+流出,尤以对Ca2+通透性高。α7 nAChR分布广泛且功能多样,不仅分布于中枢和外周神经系统,介导神经元的快速突触传递,其在许多非神经元细胞和组织中亦有表达,包括内皮细胞,支气管上皮细胞,皮肤角蛋白细胞,膀胱上皮细胞,血管平滑肌等,并参与其功能调节及功能障碍相关疾病的病理生理过程,如可调节细胞质运动和细胞间黏附,细胞增殖,血管生成以及肿瘤的侵袭和迁移。本文主要介绍烟碱型乙酰胆碱受体α7亚型在不同胚层来源的上皮组织细胞中的表达及其功能特征,以期通过激活或抑制α7 nAChR的表达来降低与其密切相关疾病的发生率。     

Cajal细胞与胃肠起搏

存在于胃肠平滑肌内的Cajal间质细胞（ＩＣＣ）与胃肠道运动的发生和控制密切相关。ＩＣＣ可自发激活并产生节律性去极化慢波（ＳＷ）,经由ＩＣＣ形成的网络传向平滑肌细胞,并向远端扩布。平滑肌细胞缺乏产生ＳＷ活动的必要离子基础,但对于由ＩＣＣ传来的ＳＷ产生反应,使ＳＷ增强或诱发动作电位和收缩活动。因此,ＩＣＣ不仅是胃肠ＳＷ活动的起搏者,也是ＳＷ的传播者,同时对神经递质等生物活性物质影响平滑肌收缩起着居间调制作用。     

Cajal间质细胞及其可塑性的研究进展

Cajal间质细胞(interstitial cells of Cajal,ICC)是一类主要分布于胃肠道的间质细胞,与平滑肌细胞以及肠神经细胞有着紧密的关系。ICC分布于整个胃肠道,是胃肠道起搏细胞,具有产生和传播慢波的功能,参与神经递质调节,在一些胃肠动力性疾病中表现为异常状态。近期,关于ICC的生理功能、损伤和恢复机制的研究取得了显著的进展。ICC网络存在动态平衡,为了维持ICC网络功能,ICC周期代谢需要被紧密的控制调节平衡ICC死亡和更替。研究表明,ICC具有高度的可塑性,在一些缺失ICC的疾病中ICC并不一定死亡,转分化、去分化和细胞凋亡可能是ICC丢失的机制。。本文主要对Cajal间质细胞及其可塑性的研究进展进行了综述。     

膀胱ICC细胞的研究现状和展望

膀胱ICC细胞(Interstitial cells of Cajal in bladder)早在上个世纪已被发现,与胃肠道ICC细胞同族,膀胱ICC以自发电活动为特性,源于胞内贮存钙离子释放和钙激活的氯同道开放引起自发短暂去极化。膀胱ICC细胞起初被理解为起搏细胞,其自发的电活动作为起搏器引起下游平滑肌的收缩,这种假说尚缺乏立足的直接证据,目前认为ICC细胞仅仅是膀胱平滑肌收缩活动的调节器,与上皮-传入神经以及神经-平滑肌的信号传递密切相关。病理状态下ICC细胞的作用似乎比生理状态下更为突出,例如膀胱过度活动症,多篇文献报道膀胱过度活动症患者膀胱的ICC细胞数目比正常增多,而且其平滑肌的收缩对酪氨酸激酶受体(tyrosine kinase receptor,c-Kit)拮抗剂格列卫更加敏感。未来膀胱ICC细胞的研究集中在阐明病理及生理状态下ICC的作用机制和信号通路。     

Cajal间质细胞与慢性假性结肠肠梗阻关系的研究进展

Cajal间质细胞(interstitial cells of cajal,ICC)主要分布在胃肠道平滑肌细胞与神经纤维之间,是一类特殊的间质细胞,它是胃肠运动的起搏细胞,具有产生、传导慢波,调节胃肠道平滑肌运动的功能。而慢性假性肠梗阻是由于胃肠神经抑制,毒素刺激或肠壁平滑肌本身病变,导致的肠壁肌肉运动功能减弱,临床上具有肠梗阻的症状和体征,但无肠内外机械性肠梗阻因素存在,故又称动力性肠梗阻,按病程有急性和慢性之分,麻痹性肠梗阻和痉挛性肠梗阻属于急性假性肠梗阻,深入研究Cajal间质细胞,对进一步认识胃肠运动的生理及胃肠动力疾病的发生机制有重要意义。     

苍白球γ-氨基丁酸能神经传递及其与神经系统疾病的关系

苍白球是基底神经节间接环路的重要核团,在机体运动功能调节中发挥重要作用。近年来,苍白球在基底神经节正常及异常功能调节中的重要性已日渐受到重视。然而,目前对苍白球内各种神经递质系统的功能活动了解较少。GABA是苍白球主要的神经递质。采用电生理记录、免疫组织化学及行为测试等实验方法,人们对大鼠苍白球GABA能神经传递系统的受体分布及功能活动有了新的认识。形态学研究揭示,苍白球存在GABAA受体及其苯二氮卓结合位点和GABAB受体。在亚细胞水平,GABAA受体主要位于对称性突触(GABA能突触)的突触后膜,而GABAB受体则位于对称性突触和非对称性突触(兴奋性突触)的突触前膜及突触后膜。功能学研究进一步揭示,激活苍白球突触前膜GABAB自身和异源性受体可分别减少GABA和谷氨酸释放;激活突触后膜GABAB受体,可引起苍白球神经元超极化。除GABAB受体外,激活苍白球GABAA受体苯二氮卓结合位点及阻断GABA重摄取可延长GABA电流持续时间,从而改变苍白球神经元兴奋性。与离体实验结果相一致,激活苍向球GABAB受体和苯二氮卓结合位点及阻断GABA重摄取可引起整体动物旋转行为。苍白球GABA神经递质系统与帕金森病病因学及癫痫发病有关。已证实,苍白球神经元放电频率的降低及簇状放电的产生与帕金森病运动减少及静止性震颤等症状直接相关。此外,电牛理及行为学实验发现,新型抗癫痫药物替加平可调节苍白球神经元功能活动．这为进一步了解苍白球与癫痫发病的关系提供了新的理论及实验依据。     

组胺对脊髓α-运动神经元兴奋性的易化作用及其离子机制（英文）

脊髓α运动神经元直接支配骨骼肌活动,是躯体运动和行为控制的最后公路(final common path)。因此,运动神经元兴奋性调控对于运动行为的执行至关重要。事实上,脊髓运动神经元接受多种神经调质的传入,尤其是单胺能神经调质。然而,组胺和下丘脑组胺能神经系统对脊髓运动神经元的调控作用及其下游离子机制至今仍不清楚。本研究采用大鼠脊髓脑片细胞内记录方法,发现组胺H1和H2受体的激活均能增强脊髓α运动神经元的重复放电行为和兴奋性。钾通道的关闭和钠-钙交换体的激活共同参与了H1受体激活介导的脊髓运动神经元的兴奋,而超极化激活的环核苷酸门控(hyperpolarizationactivated cyclic nucleotide-gated, HCN)通道的开放则负责H2受体激活介导的兴奋性效应。以上结果提示,通过切换与组胺受体相耦联的离子通道和交换体的功能状态,组胺可以有效地偏置脊髓α运动神经元的兴奋性,而下丘脑组胺能神经传入很可能以这种方式直接调控最终的运动输出并主动调节脊髓运动反射和运动执行。     

神经系统中的嘌呤信号

三磷酸腺苷(ATP)作用于嘌呤受体(P2受体),引起离子通道开放或通过第二信使调节神经细胞功能,不仅参与了特殊感觉、神经元与神经胶质细胞相互作用等生理活动,而且参与了神经损伤修复和疼痛等病理过程.神经系统中的嘌呤信号系统研究,不仅为解释神经系统生理功能及其病理过程提供了新的思路,而且为治疗神经系统损伤和疼痛等疾病开辟了新的希望.     

胶质细胞与病理性疼痛

胶质细胞是中枢神经系统内的一类有别于神经元的细胞,可表达多种神经递质或细胞因子受体,在神经系统的多种功能中扮演着重要角色。组织损伤或炎症引起脊髓胶质细胞大量激活,激活的胶质细胞分泌多种细胞因子和神经-胶质兴奋物质,参与病理性疼痛的产生与维持。以胶质细胞为靶点可能为病理性疼痛的治疗另辟蹊径。     

神经营养素激活的细胞内信号传导

神经营养素首先与细胞表面的Ｔｒｋ受体结合,诱导受体酪氨酸激酶激活。酪氨酸磷酸化的Ｔｒｋ通过与许多信号传递分子形成复合物而介导信号向下游传递。Ｒａｓ的激活与神经营养素诱导的细胞分化密切相关。不依赖Ｒａｓ的信号传导通路可能在神经元的存活、电兴奋性和细胞间粘连中具有重要作用。神经营养作用的特异性可能源自于神经营养因子信号传递过程和差异。