Cajal间质细胞(Interstitial cells of Cajal, iccs)是一类主要存在于人消化系统并呈以网络状分布于胃、胆囊、膀胱、输卵管等部位的平滑肌层内间质细胞,属胃肠道慢波电位起搏细胞和信号传导细胞。通过目前的研究发现,存在有大量与调控iccs的数量、功能、表型分化相关的分子调控机制,包括氯离子通道蛋白(Anoctamin 1, Ano1)、酪氨酸激酶膜受体蛋白(c-kit)、重组干细胞因子(Stem cell factor, SCF)、脂多糖(Lipopolysaccharides, LPS)与肿瘤坏死因子-α (Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α)等。同时也有大量报道指出,iccs与多种临床疾病的发生发展密不可分,包括胆囊结石、慢性假性肠梗阻、输卵管异位妊娠等。但目前iccs的分子调控机制与临床疾病之间的关系尚未十分明确。本文就iccs的起源、分类、相关分子调控机制及相关疾病等作一综述。 Interstitial cells of Cajal (iccs) are such a kind of cells mainly found in the stomach, gallbladder, bladder and oviduct that work as the pacemaker and signal transduction cells. Through current research, it is found that there are a large number of molecular regulatory mechanisms related to the regulation of the number, function and phenotypic differentiation of iccs, including anoctamin 1 (Ano1), C-kit, stem cell factor (SCF), lipopolysaccharide (LPS) and tumor necrosis factor-α (TNF-α). At the same time, there are a large number of reports that iccs are inseparable from the development of various clinical diseases, including gallstones, chronic pseudo-intestinal obstruction, and tubal ectopic pregnancy. However, the relationship between the molecular regulation mechanism of iccs and clinical diseases is not yet clear. This article will review the origin, classification, related molecular regulation mechanisms and related diseases of iccs.
赵刚*,陆启帆
上海市东方医院(同济大学附属东方医院),上海
收稿日期:2019年3月25日;录用日期:2019年4月9日;发布日期:2019年4月16日
Cajal间质细胞(Interstitial cells of Cajal, iccs)是一类主要存在于人消化系统并呈以网络状分布于胃、胆囊、膀胱、输卵管等部位的平滑肌层内间质细胞,属胃肠道慢波电位起搏细胞和信号传导细胞。通过目前的研究发现,存在有大量与调控iccs的数量、功能、表型分化相关的分子调控机制,包括氯离子通道蛋白(Anoctamin 1, Ano1)、酪氨酸激酶膜受体蛋白(c-kit)、重组干细胞因子(Stem cell factor, SCF)、脂多糖(Lipopolysaccharides, LPS)与肿瘤坏死因子-α (Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α)等。同时也有大量报道指出,iccs与多种临床疾病的发生发展密不可分,包括胆囊结石、慢性假性肠梗阻、输卵管异位妊娠等。但目前iccs的分子调控机制与临床疾病之间的关系尚未十分明确。本文就iccs的起源、分类、相关分子调控机制及相关疾病等作一综述。
关键词 :Cajal间质细胞,分子调控,临床疾病,胆囊功能
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Cajal间质细胞(iccs)是1893由西班牙神经解剖学家Cajal发现并进行描述的细胞 [
在iccs早期研究中,常用甲基蓝、嗜银染色、碱性蕊香红-123等方法对iccs进行染色并做形态、分布观察 [
iccs分布于消化道多个区域,主要位于胃肠道粘膜下层的纵行肌、环形肌、环形肌层深肌丛以及环形肌层与纵行肌层肌间神经丛周围,与神经元末梢及神经束相伴随,通过缝隙连接形成iccs网络并广泛与末梢神经元及平滑肌细胞相联 [
Thuneberg L等 [
目前发现有多种与iccs功能及数目有关的分子调控机制及相关蛋白,包括钙激活氯离子通道蛋白(Ano1)、酪氨酸激酶膜受体蛋白(c-kit)、重组干细胞因子(SCF)等。
Malysz J [
Tong W等 [
胃肠道炎症可由炎性细胞因子如白细胞介素、化学炎症介质和来自革兰氏阴性菌的脂多糖(LPS)等引起,而后者是胃肠道炎症的主要致病因素,实验亦证实LPS是导致胃肠动力障碍的重要因素之一。Wei J [
主要在内质网膜–质膜连接处产生的钙池操纵的钙内流(store-operated calcium entry, SOCE)是存在于众多细胞内的一种钙信号产生机制,其受到内质网膜上的钙离子感受器蛋白(Stromal Interaction Molecule 1, STIM1)和质膜上的Orai1钙离子通道共同介导 [
长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)参与多种重要细胞过程的调节,而其中的lncRNA牛磺酸上调基因1 (TUG1)涉及许多疾病的发病机制。来自Zhao K [
在胆道系统中,iccs数量减少及功能缺失可能与胆道动力性疾病发病关系密切 [
人胃肠道iccs减少、信号通路受阻、功能缺失可能与慢性假性肠梗阻 (chronic intestinal pseudo-obstruction, CIPO)、糖尿病胃轻瘫(diabetic gastroparesis, DGP)、慢性传输性便秘(slow transit constipation, STC)等一系列胃肠道疾病的发生发展相关。CIPO是一种有肠梗阻临床表现但无机械性梗阻的无肠腔阻塞综合征。Amiot A [
STC是指结肠功能紊乱、肠道内容物传输缓慢引起的便秘,其病因在于结肠运动障碍、无法有效推进内容物或结肠收缩无力。Tong WD [
由于iccs存在于人泌尿道内,泌尿道中iccs数量过多、密度过大等可能与逼尿肌不稳定(Detrusor instability, DI)、糖尿病性膀胱病(Diabetic cystopathy, DCP)等泌尿道疾病有关。DI主要表现为患者膀胱逼尿肌兴奋性收缩性增高。研究表明,DI患者及小鼠膀胱中均有iccs密度增加 [
iccs由于还分布于女性输卵管,被称为cajal样输卵管间质细胞(t-ICC),故t-ICC起搏细胞改变可能在输卵管异位妊娠(Tubal ectopic pregnancy, tEP)和输卵管因子不孕(Tubal factor infertility, TFI)中起一定作用。tEP是指孕卵在正常着床过程中因各种原因导致孕卵无法正常运行,使之在输卵管内停留、着床、发育障碍,导致输卵管妊娠流产或破裂 [
综上所述,iccs的数量、分布及功能异常与多种疾病的发生发展密切相关。国内外的多项研究发现,与iccs相关的多种分子调控机制可能与多种临床疾病相关,在明确相关的调控机制后将会为下一步的疾病治疗提供更加明确的作用靶点和治疗思路。但在iccs相关研究方面仍有很多问题有待于进一步探讨和解决,如通过scf/c-kit与iccs相关性恢复或重建病变器官中iccs功能数量,通过降低胆囊胆固醇增加胆囊壁iccs数量改善胆囊收缩功能、防治胆囊结石生成,还有哪些器官是否存在iccs其作用如何,有无特异性更高的标记物,有关scf/c-kit或新iccs信号通路的机制,等等。相信随着对iccs研究的不断深入,相关疾病的发生发展、机制和iccs干预靶点会进一步明确,并展示光明的前景。
赵刚,陆启帆. Cajal间质细胞相关分子调控及临床疾病的研究进展Research Progress of Molecular Regulation and Clinical Diseases of Interstitial Cells of Cajal[J]. 外科, 2019, 08(02): 51-58. https://doi.org/10.12677/HJS.2019.82009