基于SCF/c-kit通路探討Cajal 細(xì)胞與STC便秘的相關(guān)性

陳 雪，錢(qián)海華

(1. 南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇 南京 210000；2. 江蘇省中醫(yī)院，江蘇 南京 210000)

功能性便秘是一種常見(jiàn)的慢性胃腸道功能性疾病，病程較長(zhǎng)，多持續(xù)6個(gè)月以上。依據(jù)病理學(xué)，其又可分為正常傳輸型便秘、排便障礙型便秘、慢傳輸型便秘、混合型便秘四類(lèi)[1]。其中，慢傳輸型便秘(slow transit constipation,STC)又稱慢通過(guò)性便秘或結(jié)腸無(wú)力，是由于多種原因造成的結(jié)腸運(yùn)動(dòng)功能紊亂、糞便傳輸功能減弱的頑固性胃腸道功能器質(zhì)性疾病[2]。STC占功能性便秘總發(fā)病率的45.5%，主要臨床特征表現(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[3]。便秘嚴(yán)重降低了患者的生活質(zhì)量，由于發(fā)作時(shí)間長(zhǎng)且病情反復(fù)，長(zhǎng)時(shí)間的病程亦給患者及患者家屬造成不同程度的心理障礙，引發(fā)焦慮、抑郁等不良情緒，更嚴(yán)重者還會(huì)有精神錯(cuò)亂或者性虐待傾向[4]。目前，醫(yī)學(xué)界尚未有明確的理論闡述STC的生理病理學(xué)。但有相關(guān)研究表明,STC的發(fā)生可能與Cajal細(xì)胞(interstitial cells of cajal, ICC)數(shù)量形態(tài)功能異常有關(guān)[5]。故本文就ICC及scf/c-kit信號(hào)通路在胃腸動(dòng)力紊亂系統(tǒng)疾病中的調(diào)控作用做一探討。

1 ICC與STC的相關(guān)性研究

ICC是胃腸道平滑肌的起搏細(xì)胞，參與慢波的形成，有傳導(dǎo)電信號(hào)、調(diào)控胃腸肌肉收縮的功能[5]。c-kit基因是 ICC 的特異性標(biāo)志物,與其配體干細(xì)胞因子(SCF)結(jié)合后形成的信號(hào)通路控制ICC在內(nèi)的各種類(lèi)型內(nèi)皮細(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(dòng)力系統(tǒng)[6-7]。ICC主要分布于胃腸道的神經(jīng)末梢和平滑肌細(xì)胞之間,分別與平滑肌細(xì)胞及心臟起搏細(xì)胞對(duì)比后發(fā)現(xiàn)與之有很多相似之處。ICC既有類(lèi)平滑肌的興奮性，又與心臟起搏細(xì)胞類(lèi)似，能夠作為胃腸肌肉的起搏點(diǎn)，自主發(fā)出電信號(hào)，引導(dǎo)胃腸道的電活動(dòng)。電鏡下觀察ICC細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)其胞體滿布線粒體及少量的核糖體，這些基質(zhì)為電信號(hào)的傳導(dǎo)也提供了能量[8]。依據(jù)分布部位，ICC 可分為肌間ICC、黏膜下層 ICC、肌內(nèi)ICC、深肌層 ICC四類(lèi)。ICC-MY是胃和小腸的起搏細(xì)胞，散在于環(huán)狀肌和縱行肌束內(nèi)；IC-SM分布于黏膜下及環(huán)狀肌層表面，控制結(jié)腸的起搏；ICC-DMP存在于環(huán)狀肌層內(nèi)，與來(lái)自腸神經(jīng)系統(tǒng)的膽堿能、氮能等神經(jīng)信號(hào)的傳遞密切相關(guān)；而ICC-IM受迷走神經(jīng)刺激后也可產(chǎn)生肌源性活動(dòng)，成為主要的起搏者[2，9]。

胃腸道運(yùn)動(dòng)多與慢波傳遞密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，慢波起源于環(huán)肌和縱肌交界區(qū)內(nèi)，最大幅度慢波首先出現(xiàn)在黏膜下然后傳至環(huán)肌，通過(guò)各肌層ICC傳導(dǎo)電信號(hào)[10]。于彬等[7]采用免疫細(xì)胞化學(xué)染色和電鏡技術(shù)發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照組相比，STC患者組腸壁內(nèi)ICC數(shù)量明顯減少，進(jìn)一步證實(shí)ICC數(shù)量改變影響結(jié)直腸肌間電信號(hào)的傳播，從而導(dǎo)致結(jié)腸運(yùn)動(dòng)遲緩，引起糞便傳輸功能減弱。ICC數(shù)量的減少可能延緩慢波活動(dòng)的出現(xiàn)有關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)STC 患者胃腸道各層 ICC 的數(shù)目都明顯下降，從而影響胃腸平滑肌收縮反應(yīng)，導(dǎo)致延遲轉(zhuǎn)運(yùn)[11]。另有研究發(fā)現(xiàn)ICC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(huì)抑制 ICC 的 CGNP 信號(hào)通路[12]，從而干擾胃腸道平滑肌的收縮，影響胃腸運(yùn)動(dòng)。ICC表達(dá)的M2、M3、VIP-1以及P物質(zhì)等多種神經(jīng)受體[9]與興奮性神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿結(jié)合后，使神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，興奮腸神經(jīng)，膜電位去極化后，控制胃腸肌肉收縮運(yùn)動(dòng)。一氧化氮(NO)是一種異質(zhì)性神經(jīng)遞質(zhì)，過(guò)量的硝基與其受體可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(sGC)結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生抑制信號(hào)，抑制ICC的起搏功能，阻斷自發(fā)性電活動(dòng)，引發(fā)頑固性功能型便秘[13]。

2 c-kit/SCF基因在STC中的表達(dá)意義

c-kit最初被認(rèn)定為貓反轉(zhuǎn)錄病毒的轉(zhuǎn)化基因，是一種具有絡(luò)氨酸激酶活性的跨膜蛋白，可與其配體SCF通過(guò)細(xì)胞內(nèi)游離的活化酶及絡(luò)氨酸殘基化形成c-kit 同型二聚體。別名又為干細(xì)胞因子受體、肥大細(xì)胞因子受體。人類(lèi)c-kit基因由人類(lèi)染色體4q11～12 的原癌基因編碼，含有21個(gè)外顯子,20個(gè)內(nèi)含子[14]。它與大噬菌體集落刺激因子受體、Flt2/Flt3和血小板衍生生長(zhǎng)因子受體密切相關(guān)。c-kit受體的分子結(jié)構(gòu)由細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞質(zhì)區(qū)3部分構(gòu)成，c-kit 與其配體形成的二聚體復(fù)合物主要在細(xì)胞外區(qū)發(fā)生絡(luò)氨酸殘基磷酸化，通過(guò)SH2結(jié)構(gòu)域信號(hào)分子配合ICC完成信號(hào)傳遞[15]。c-kit通常存在于肥大細(xì)胞、生殖細(xì)胞、黑色素細(xì)胞中發(fā)揮造血、促黑色素生成等作用[16]。

干細(xì)胞因子別名干細(xì)胞生長(zhǎng)因子、肥大細(xì)胞生長(zhǎng)因子，由人類(lèi)染色體12q22～24位點(diǎn)編碼，有兩種異構(gòu)體形式[17]。最近的研究表明，SCF介導(dǎo)的c-kit激活與胃腸道ICC增殖、分化有關(guān)。 尤其對(duì)ICC的表型維持有巨大作用。ICC的功能及蛋白表達(dá)受kit信號(hào)通道調(diào)控，有研究證實(shí)，在小鼠胚胎早期，ICCs表達(dá)c-kit蛋白，與縱層平滑肌一樣都是kit陽(yáng)性的間充質(zhì)前體細(xì)胞。在胚胎中期或晚期應(yīng)用特異性阻斷劑(ACKZ、握漫青霉素等)給予kit信號(hào)通路干擾時(shí)，ICCs增殖分化受到影響，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)受到破壞，細(xì)胞數(shù)量劇減[9]。在W/WV、W/WS基因突變小鼠或者Sl/Sl d突變小鼠動(dòng)物模型中，由于缺少kit蛋白或者SCF均會(huì)影響ICC自主搏動(dòng)，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(dòng)力障礙癥狀[17-18]。韓鵑等[19]的實(shí)驗(yàn)也說(shuō)明抑制kit通路后，黏膜下神經(jīng)叢的ICCs數(shù)量明顯減少，體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)ICCs與SCF呈劑量依賴型關(guān)系，SCF劑量減少，ICC數(shù)量隨之減少。以上都證實(shí)SCF/c-kit信號(hào)通路系統(tǒng)對(duì)ICCs生長(zhǎng)、增殖、功能形態(tài)的維持起至關(guān)重要的作用。

3 中醫(yī)藥干預(yù)SCF/c-kit信號(hào)通路調(diào)控ICC治療慢性傳輸型便秘

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療STC輕者多通過(guò)調(diào)控情志、改變飲食等手段改善患者大便次數(shù)多、排便困難等癥狀,重者則通過(guò)服用莫沙比利、伊托必利、替加色羅等胃動(dòng)素類(lèi)藥物增強(qiáng)胃蠕動(dòng)，促大便排出[20]，更嚴(yán)重者則需要采取手術(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)[20-21]。西醫(yī)治療STC多存在無(wú)法根治及對(duì)患者身體損傷大等缺點(diǎn)，而傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)多采取辨證施治、四診合參的方法針對(duì)性治療STC[22]。古籍記載“脾不足,令人九竅不通”，可見(jiàn)便秘的發(fā)生與脾虛關(guān)系密切。研究發(fā)現(xiàn)芳香類(lèi)藥物多具有“醒脾”功效，揮發(fā)性物質(zhì)有助于加快胃腸蠕動(dòng)，調(diào)節(jié)胃腸動(dòng)力[23]。同時(shí)中藥貼臍、拔罐、針灸等中醫(yī)特色療法亦有助于恢復(fù)胃腸動(dòng)力[24-25]。王建民等[26]將10 mg復(fù)方地芬諾酯混懸液運(yùn)用灌腸法注入wistar雄性大鼠體內(nèi)，制作STC動(dòng)物模型，建模成功后分別予低、中、高劑量益氣健脾方進(jìn)行干預(yù)，4周后用RT-PCR法進(jìn)行檢測(cè)。與對(duì)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。馮碩[27]利用SCF大鼠模型發(fā)現(xiàn)益氣潤(rùn)腸方可通過(guò)增加SCF-mRNA、c-kit mRNA的表達(dá)影響 SCF/c-kit 信號(hào)通路調(diào)控ICC，促進(jìn)胃腸動(dòng)力。潤(rùn)腸方可促進(jìn)c-kit及SCF的上調(diào)修復(fù)SCF/c-kit信號(hào)通路，使胃腸道平滑肌恢復(fù)正常電節(jié)律，促胃腸排空。霍明東等[28]以長(zhǎng)期服用刺激性瀉藥的患者為研究參照，建立“瀉劑結(jié)腸”模型，得出長(zhǎng)期使用大黃、番瀉葉等刺激性中藥會(huì)破壞c-kit基因及SCF-mRNA,抑制SCF/c-kit信號(hào)通路，損傷胃腸動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)論。徐天舒等[29]以通便湯干預(yù)STC模型組，4～6周后發(fā)現(xiàn)通便湯組小鼠排便傳輸功能優(yōu)于模型對(duì)照組，且電鏡下觀察ICC形態(tài)恢復(fù)較對(duì)照組明顯改善，以此證實(shí)STC的預(yù)后與ICC的功能形態(tài)密切相關(guān)。朱飛葉[30]發(fā)現(xiàn)芍藥甘草湯可通過(guò)刺激結(jié)腸分泌，改變糞便質(zhì)地治療STC，進(jìn)一步證實(shí)了中藥方劑的運(yùn)用可提高c-kit、SCF mRNA相關(guān)蛋白的表達(dá)?？傊?，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)療法治療STC具有用藥劑量小、不良反應(yīng)低、臨床療效顯著等特點(diǎn)[21]。能夠在干預(yù)SCF/c-kit 信號(hào)通路的基礎(chǔ)上增加ICC數(shù)量、改變其功能及形態(tài)，上調(diào)c-kit基因表達(dá)，在細(xì)胞和基因水平上治療STC。

綜上所述，SCF/c-kit 信號(hào)通路參與調(diào)控ICC的增生、發(fā)育及功能形態(tài)的改變，多數(shù)學(xué)者也已證實(shí)ICC的表型變化會(huì)影響胃腸道慢波的產(chǎn)生及遷延，最終導(dǎo)致STC的發(fā)生。這為醫(yī)務(wù)工作者治療STC提供了新思路，目前已被發(fā)現(xiàn)的SCF/c-kit信號(hào)途徑下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有Ras/Raf-1/MAP通路、Jak/STAT通路 、Src家族通路、磷酯酰肌醇3激酶(PI3K)通路四條通路。但是目前還未有明確的研究可解釋具體哪一條通路對(duì)ICCs發(fā)育、增生起關(guān)鍵性作用。筆者認(rèn)為后續(xù)可著重于SCF/c-kit 信號(hào)通路各支路如何影響調(diào)控STC以及中藥作用位點(diǎn)的明確化進(jìn)行研究，相信隨著進(jìn)一步研究，會(huì)為中醫(yī)藥治療STC提供新著眼點(diǎn)，更好地發(fā)揮中醫(yī)藥治療疾病的優(yōu)勢(shì)。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。