基于SCF/c-kit通路探討中醫(yī)藥調(diào)控Cajal 細(xì)胞治療慢傳輸型便秘的研究進(jìn)展

高麗鵬,朱書斌，劉金響,趙唯含

【提要】 慢傳輸型便秘是功能性便秘的一種，但其發(fā)病機(jī)制目前尚不十分明確，有研究發(fā)現(xiàn)Cajal間質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量和功能異常可導(dǎo)致胃腸道傳導(dǎo)功能紊亂，而Cajal間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量與表型的改變與SCF/c-kit通路的變化有關(guān)。在治療方面，近年來的研究表明中醫(yī)藥可以通過相關(guān)通路調(diào)控Cajal間質(zhì)細(xì)胞治療慢傳輸型便秘。但SCF/c-kit信號通路、Cajal細(xì)胞、慢傳輸型便秘三者之間的關(guān)系仍不十分明了，為探究三者之間的關(guān)系及中醫(yī)藥治療治療的研究進(jìn)展，遂對近年的研究進(jìn)行總結(jié)描述，為中醫(yī)藥治療STC便秘提供一定的參考。

慢傳輸型便秘(slow transit constipation, STC) 是功能性便秘的一種[1]，又稱慢通過性便秘或結(jié)腸無力，發(fā)病率較高，在功能性便秘中占比高達(dá)45%以上，主要臨床表現(xiàn)為排便次數(shù)減少，便意不強(qiáng)或者有便意但糞便難以自主排出，胃腸道病理特征為腸道運(yùn)輸能力降低、結(jié)腸傳輸時間延長、結(jié)腸內(nèi)容物阻滯[2-3]。STC的病程較長，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，造成患者焦慮、抑郁甚至更嚴(yán)重的精神心理疾病。其發(fā)病原因復(fù)雜多樣，與腸道微生態(tài)、胃腸道結(jié)構(gòu)或功能改變，腸道神經(jīng)改變，激素水平等有關(guān)，目前的研究尚不明確其發(fā)病機(jī)制。但有研究發(fā)現(xiàn)Cajal間質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量和功能異?？蓪?dǎo)致胃腸道傳導(dǎo)功能紊亂，而Cajal間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量與表型的改變與SCF/c-kit通路的變化有關(guān)[4-6]，近年來的研究表明中醫(yī)藥可以通過SCF/c-kit通路調(diào)控Cajal間質(zhì)細(xì)胞治療慢傳輸型便秘[7-10]，但目前尚不明確具體的調(diào)控機(jī)制。為探究Cajal間質(zhì)細(xì)胞、SCF/c-kit通路在STC中的具體作用及中醫(yī)藥治療STC便秘的的具體機(jī)制，遂進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，為后來的研究提供一定的參考。

1 Cajal間質(zhì)細(xì)胞在STC中的作用

Cajal間質(zhì)細(xì)胞是胃腸道平滑肌的慢波起搏細(xì)胞，參與慢波的形成，有介導(dǎo)結(jié)腸神經(jīng)信號傳導(dǎo)，調(diào)控胃腸肌肉收縮的功能[2,5,11]，具有多種作用，主要分布于胃腸道的神經(jīng)末梢和平滑肌細(xì)胞之間。在其細(xì)胞體中充滿線粒體及少量核糖體，使其既有類平滑肌的興奮性，又能夠作為胃腸肌肉的起博點(diǎn)，自主發(fā)出電信號，引導(dǎo)胃腸道的電活動，促進(jìn)胃腸道的蠕動[11-12]。Cajal間質(zhì)細(xì)胞共有四種，分別具有不同的功能，作為腸道不同部位的電活動傳導(dǎo)橋梁，并起到傳遞神經(jīng)遞質(zhì)或其他神經(jīng)信號的作用。其中，肌間Cajal間質(zhì)細(xì)胞控制胃和小腸的起搏、黏膜下層Cajal間質(zhì)細(xì)胞控制結(jié)腸的起搏、深肌層Cajal間質(zhì)細(xì)胞可以傳遞腸神經(jīng)系統(tǒng)的膽堿能、氮能等神經(jīng)信號、肌內(nèi)Cajal間質(zhì)細(xì)胞受迷走神經(jīng)刺激后也可產(chǎn)生肌源性活動，成為主要的起搏者[5,13]，Cajal間質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)及數(shù)量改變可以導(dǎo)致道中胃腸道疾病。

STC的發(fā)生與胃腸道運(yùn)動能力降低有關(guān)，慢波的傳遞可明顯影響胃腸道運(yùn)動功能，而慢波起源于環(huán)肌和縱肌交界區(qū)內(nèi)，通過各肌層Cajal間質(zhì)細(xì)胞傳導(dǎo)電信號，間接說明了Cajal間質(zhì)細(xì)胞可以通過影響慢波傳輸影響胃腸道功能[14-15]，因此，理論上通過調(diào)控Cajal間質(zhì)細(xì)胞可以治療STC。近年來，國內(nèi)外多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，STC患者結(jié)腸Cajal間質(zhì)細(xì)胞較正常人明顯減少且Cajal間質(zhì)細(xì)胞體積明顯減小、結(jié)腸環(huán)形肌層神經(jīng)元亦減少。有一項(xiàng)研究收集了手術(shù)切除的STC患者結(jié)腸樣本，并與直腸癌患者的結(jié)腸標(biāo)本做對比，采用免疫細(xì)胞化學(xué)染色和電鏡技術(shù)結(jié)合鋪片結(jié)合冰凍切片技術(shù)觀察STC患者的Cajal間質(zhì)細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)數(shù)量明顯減少[11]；國外一項(xiàng)研究對15例STC患兒結(jié)腸組織研究發(fā)現(xiàn)：結(jié)腸Cajal間質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量及胞突減少[11]。進(jìn)一步證實(shí)STC的發(fā)生與Cajal間質(zhì)細(xì)胞的變化有著密切的關(guān)系，Cajal間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少，可能延緩慢波活動，不利于結(jié)腸道肌間電信號的傳播，影響胃腸平滑肌收縮反應(yīng)，從而導(dǎo)致結(jié)腸運(yùn)動遲緩，引起腸道傳輸功能減弱。

另有研究發(fā)現(xiàn)Cajal間質(zhì)細(xì)胞與腸神經(jīng)末梢形成緊密聯(lián)合的前后膜突觸結(jié)構(gòu)反應(yīng)降低，會抑制CGNP信號通路，干擾胃腸道平滑肌的收縮，影響胃腸運(yùn)動。同時，Cajal間質(zhì)細(xì)胞還可以控制胃腸肌肉的收縮運(yùn)動，其機(jī)制與M2、M3、血管活性腸肽-1(vasoactine intrestinal peptide-1,VIP-1)以及P物質(zhì)等多種神經(jīng)受體與興奮性神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿結(jié)合，將神經(jīng)信號轉(zhuǎn)化成電信號，興奮腸神經(jīng)有關(guān)，若Cajal間質(zhì)細(xì)胞的起搏功能被抑制，則可引發(fā)頑固性便秘[15, 17]

2 SCF/c-kit通路在STC中的表達(dá)意義

慢傳輸型便秘的發(fā)病機(jī)制與胃腸道的動動力障礙具有密切關(guān)聯(lián)，而Cajal間質(zhì)細(xì)胞作為胃腸道慢波起搏細(xì)胞，具有保證胃腸到動力的作用，若Cajal間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量和形態(tài)發(fā)生異常，可以導(dǎo)致多種胃腸道疾病的發(fā)生[14,18]，因此，通過調(diào)控Cajal細(xì)胞治療胃腸道疾病的重要手段。近年來的研究發(fā)現(xiàn)：c-kit及其配體干細(xì)胞因子(stem cell factor,SCF)構(gòu)成的信號途徑對Cajal間質(zhì)細(xì)胞具有多種調(diào)控作用[19]。

c-kit基因是Cajal間質(zhì)細(xì)胞特異性受體,又稱為干細(xì)胞因子受體，由細(xì)胞外配體結(jié)合區(qū)，跨膜區(qū)、細(xì)胞質(zhì)激酶區(qū)三部分結(jié)構(gòu)組成，其中細(xì)胞外配體結(jié)合區(qū)是與SCF結(jié)合的重要部位，每一個c-kit單體通過與SCF結(jié)合后觸發(fā)c-kit單體的結(jié)構(gòu)改變, 形成二聚體復(fù)合物并自動磷酸化, 激活多種第二信號分子，通過SH2結(jié)構(gòu)域信號分子配合Cajal間質(zhì)細(xì)胞完成信號傳遞，形成的信號通路控制Cajal間質(zhì)細(xì)胞的增殖與分化，從而改善胃腸道平滑肌的收縮與舒張功能，調(diào)控胃腸動力系統(tǒng)[6,20]。

SCF具有2種不同功能的存在形式, 即可溶型SCF (soluble SCF, sSCF) 和膜結(jié)合型SCF (membrane bound SCF, mSCF)，其中mSCF再許多信號通路中存在重要作用并具有下調(diào)c-kit表達(dá)的作用。而SCF作用的發(fā)揮依賴于特定的受體c-kit形成配基受體二聚體復(fù)合物, 從而啟動SCF/c-kit相關(guān)通路，調(diào)控Cajal間質(zhì)細(xì)胞的多種生物活動[6,20]。

SCF可以通過多種信號通路激活c-kit，最終作用于不同的組織細(xì)胞，發(fā)揮不同的作用。而近年來的研究表明，SCF/c-kit通路與胃腸道功能性疾病的發(fā)生有密切關(guān)聯(lián)，并可以影響胃腸道慢波的活動，主要影響Cajal間質(zhì)細(xì)胞的增殖、分化，當(dāng)SCF/c-kit通路激活時，對Cajal間質(zhì)細(xì)胞的表型維持有巨大作用[21-22]。Cajal間質(zhì)細(xì)胞的功能及蛋白表達(dá)受kit信號通道調(diào)控，缺少kit蛋白或者SCF均會影響Cajal間質(zhì)細(xì)胞自主搏動，阻礙胃腸平滑肌產(chǎn)生持續(xù)性慢波，可引發(fā)先天性巨結(jié)腸、假性腸梗阻、胃輕癱等兒童胃腸功能失常疾病及十二指腸內(nèi)容物逆流等胃腸動力障礙癥狀[20, 23-24]，因此，SCF/c-kit信號通路是維持Cajal間質(zhì)細(xì)胞起搏功能的重要信號傳導(dǎo)系統(tǒng)。

3 中醫(yī)藥干預(yù) SCF/c-kit 信號通路治療STC

SCF/c-kit信號通路具有維持Cajal間質(zhì)細(xì)胞起搏功能、調(diào)控Cajal間質(zhì)細(xì)胞的增殖、分化的作用[4, 25]。因此，通過干預(yù)SCF/c-kit信號通路治療STC成為研究的關(guān)鍵點(diǎn)。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的治療中，尚無治療STC的特效療法，多通過調(diào)整飲食習(xí)慣、調(diào)節(jié)情緒、服用增強(qiáng)腸動力藥物、導(dǎo)瀉藥物或益生菌制劑，如莫沙比利、西沙比利、乳果糖等，更嚴(yán)重患者則需要采取手術(shù)治療(如結(jié)腸全切除、盲直腸吻合術(shù)，結(jié)腸曠置術(shù)等)[26]，效果有限。但中醫(yī)藥治療便秘具有療效顯著，副作用少的優(yōu)勢，有多項(xiàng)研究證實(shí)中醫(yī)藥可以通過不同的方式調(diào)控SCF/c-kit上下游蛋白，促進(jìn)胃腸動力[10,27,28]，緩解功能性便秘的癥狀，同時針灸、推拿等中醫(yī)特色療法亦有助于恢復(fù)改善胃腸腸動力[8,9,29]。

在馬鑫文[9]的研究中，將大鼠分為對照組、模型組、推拿組、莫沙必利組、推拿聯(lián)合莫沙必利組(聯(lián)合組)，采用腸神經(jīng)節(jié)消融術(shù)復(fù)制大鼠STC便秘模型，并建立嚴(yán)格的手法操作模型，選取大鼠的關(guān)元穴、中脘穴作為推拿穴位，以體質(zhì)量、糞便含水率測定、血漿P物質(zhì)(SP)、一氧化氮(NO)、5-羥色胺(5-HT)及VIP水平、大鼠腸推動率測定、采用Western Blot及PCR檢測SCF及c-kit含量，結(jié)果顯示：推拿聯(lián)合莫沙比利治療STC可以有效增加大鼠的體質(zhì)量、糞便含水量增加，結(jié)腸推進(jìn)率明顯升高，血漿SP水平均升高,NO、5-HT及VIP水平均降低，SCF/c-kit蛋白表達(dá)及mRNA含量較其他組均明顯增加，所有指標(biāo)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明推拿聯(lián)合莫沙比利可以有效調(diào)控SCF/c-kit信號通路，影響蛋白的表達(dá)，提高STC便秘的治療效果。除推拿外，孫建華[8]利用飼喂復(fù)方苯乙哌啶飼料建立STC大鼠模型，造模成功后實(shí)驗(yàn)組采用電針大鼠天樞穴的方法干預(yù)，干預(yù)結(jié)束后，采用RT-PCR法檢測大鼠結(jié)腸c-kit和SCF的mRNA表達(dá)，并與STC模型組大鼠對比，結(jié)果顯示電針組大鼠c-kit和SCF的mRNA表達(dá)顯著高于模型組，表明電針可以通過上調(diào)SCF/c-kit通路蛋白表達(dá)，治療STC便秘，同時，在一項(xiàng)針刺干預(yù)STC便秘對比西沙比利療效的動物實(shí)驗(yàn)中[30]，實(shí)驗(yàn)組采用針刺大鼠“足三里、照海”，西藥組采用西沙比利灌胃，干預(yù)14天后,比較各組結(jié)腸c-kit、SCF蛋白表達(dá),及c-kit mRNA、SCF mRNA表達(dá)的差異，結(jié)果表明針刺組可以明顯提高結(jié)腸c-kit、SCF蛋白及其mRNA的表達(dá)及結(jié)腸c-kit蛋白表達(dá)。

在藥物治療的研究方面，肖秋萍[25]采用復(fù)方地芬諾脂灌胃制備功能性便秘大鼠模型，研究腸潤方對功能性便秘大鼠結(jié)腸Cajal間質(zhì)細(xì)胞及c-kit/SCF信號傳導(dǎo)通路的影響，實(shí)驗(yàn)組給予腸潤方灌胃，對照組給予麻仁丸灌腸，采用免疫組化、WesternBlot、RT-PCR檢測大鼠腸道組織c-kit與SCF蛋白的分布與表達(dá)。結(jié)果顯示：腸潤方中高劑量組的c-kit與SCF蛋白數(shù)量顯著高于其他組大鼠(P<0.05)，表明中高劑量組的腸潤方可以有效干預(yù)SCF/c-kit通路，影響信號蛋白表達(dá)。馮碩等[31]也利用SCF大鼠模型發(fā)現(xiàn)益氣潤腸方可通過增加SCF mRNA、c-kit mRNA的表達(dá)影響 SCF/c-kit 信號通路調(diào)控ICC，促進(jìn)胃腸動力。潤腸方可促進(jìn)c-kit及SCF的上調(diào)修復(fù)SCF/c-kit信號通路使胃腸道平滑肌恢復(fù)正常電節(jié)律，促胃腸排空。為探究中藥治療STC便秘療效與安慰劑對照組的區(qū)別，肖倩[32]利用含復(fù)方苯乙哌啶的飼料喂養(yǎng)大鼠制備STC便秘模型，并將所有大鼠分籠飼養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)組大鼠利用四磨湯灌胃，安慰劑對照組給予灌服生理鹽水，測定大鼠腸道傳輸功能，結(jié)腸肌電測定，RT-PCR檢測結(jié)腸c-kit mRNA、SCF mRNA表達(dá)量，結(jié)果表明：STC大鼠腸道傳輸功能下降，腸道慢波節(jié)律紊亂，四磨湯治療可以使傳輸功能恢復(fù)到正常水平，并調(diào)節(jié)慢波節(jié)律；在STC模型大鼠的腸道中，檢測的c-kit mRNA、SCF mRNA較正常大鼠均有下降，但四磨湯治療組可以有效提高其表達(dá)量，且與安慰劑組對比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明四磨湯課題通過調(diào)節(jié)SCF/c-kit通路蛋白的表達(dá)，影響Cajal間質(zhì)細(xì)胞的生態(tài)學(xué)活動，調(diào)節(jié)腸道慢波節(jié)律，促進(jìn)腸道功能恢復(fù)。除此之外，王建民[10]利用復(fù)方地芬諾酯混懸液灌腸制作 STC 動物模型，建模成功給予益氣健脾方進(jìn)行干預(yù)，4周后用RT-PCR法進(jìn)行檢測。與對照組相比，干預(yù)組大鼠結(jié)腸組織的c-kit、SCF mRNA表達(dá)量均有上調(diào)，且和益氣健脾方呈劑量依賴型關(guān)系。徐天舒[33]以通便湯干預(yù)STC模型組，4～6周后發(fā)現(xiàn)通便湯組小鼠排便轉(zhuǎn)輸功能優(yōu)于模型對照組，且電鏡下觀察Cajal間質(zhì)細(xì)胞形態(tài)恢復(fù)較對照組明顯改善，以此證實(shí)慢性傳輸型便秘的預(yù)后與Cajal間質(zhì)細(xì)胞的功能形態(tài)密切相關(guān)。

總之，中醫(yī)藥治療STC便秘具有療效顯著，副作用小的優(yōu)勢，現(xiàn)有的研究可以證實(shí)推拿、針灸、中藥湯劑可以有效調(diào)控結(jié)腸SCF/c-kit 信號通路，上調(diào)SCF、c-kit基因及蛋白的表達(dá)，起到調(diào)節(jié)Cajal間質(zhì)細(xì)胞形態(tài)及數(shù)量的作用，保持Cajal間質(zhì)細(xì)胞起搏功能，在細(xì)胞和基因水平上治療慢性傳輸型便秘。

4 展望

現(xiàn)有的研究證實(shí)STC的發(fā)生與Cajal間質(zhì)細(xì)胞的病理改變有著密切的關(guān)聯(lián)，且Cajal間質(zhì)細(xì)胞是結(jié)腸慢波的起搏細(xì)胞。SCF/c-kit信號通路可以參與多種疾病的調(diào)控，在STC中，可以通過調(diào)控Cajal間質(zhì)細(xì)胞的增殖、發(fā)育，改變其形態(tài)、數(shù)量，影響結(jié)腸慢波傳輸。中醫(yī)藥干預(yù)SCF/c-kit信號通路，影響基因及蛋白的表達(dá)，治療STC起到一定的作用，為治療STC及新藥的開發(fā)提供了新思路。但仍存在一些不足，SCF/c-kit信號通路下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有Ras/Raf-1/MAP通路、Jak/STAT 通路、Src家族通路、PI3K通路四條，現(xiàn)有的中醫(yī)藥干預(yù)STC研究檢測的基因多限制在SCF、c-kit中，上下游通路蛋白檢測力度不夠甚至未檢測，尚不能說明治療的具體作用機(jī)制，仍需要深入探究。在以后的實(shí)驗(yàn)中，可以依據(jù)具體方劑進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，理論探索可能存在的信號通路，并通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為中醫(yī)藥治療STC提供新的理論指導(dǎo)，更好的闡述治療機(jī)制。