胃肠ICC网络中连接蛋白Cx43的研究进展

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参考文献
1 Daniel 14
K,Komuro T.Distribution of interstitial ceIls of Cajal and junction
4.2
免疫双重标记电镜观测法 按照刘津平等n9]方法,兔抗c-Kit抗体(c一19)
和山羊抗Cx43抗体分别结合ICC和Cx43后,再加 入相应的二抗:生物素标记的抗山羊IgG和1.4
nm
金标记的抗兔IgG。用银加强试剂盒做银加强反 应,加入ABC试剂,DAB显色,选定肌间神经丛 (AP)和深部神经丛(DMP)区域进行超薄切片,经 铅、铀双染后,电镜观察。此法不仅能对Cx43的分 布模式进行研究,还能对Cx43进行精确定量。缺 点是技术复杂,技术要求高。 4.3激光共聚焦显微镜免疫荧光法 用抗Cx43特异性抗体标记Cx43,再用带荧光 的抗一抗Cx43连接一抗,利用激光共聚焦显微镜 (CLSM)发出的激光激发荧光探针,通过计算机图 像分析系统处理,从而得到组织切片内Cx43的荧 光图[1 8|。它具有比光镜、电镜更高的分辨率;并能 够对标本进行断层扫描,从而解决了标本结构、层 次互相叠加影响观察的问题;其图像可进行三维重 构,能对标本的三维剖面或整体结构进行观察,还 可进行荧光定量定位分析。作为一种先进的方法, 它能够对Cx43进行精确的定位和定量分析。但该 仪器设备价格昂贵,限制了此法的普及。 4.4双重标记激光共聚焦显微镜检测法 按照Cousins方法制备小肠组织切片,抗c_Kit 和抗C“3抗体免疫荧光双重标记ICC和CX43,用 Cl。SM检测‘2…。沿Z轴扫描,层面间隔0.5肛m,应
11 10
Beardslee MA,Laing JG,Beyer
connexin43 629—635. in
EC.et
a1.Ra pid Res。
turnover
of
the
adult
rat
heart.
Circ
1998,
83:
Mikkelsen HB.Huizinga JD。Thuneberg tochemicallocalization of the muscularis Cell
DMP/septa ICC,ICC-SEP),位于内层和外层环形
递离子、小分子代谢产物以及次级信号,形成细胞 间的代谢偶联和电偶联。组织学超微结构的研究 表明许多物种的小肠ICC之间存在缝隙连接。 Belzer等[51发现:向人小肠的单个ICC—DMP内注射 荧光染料荧光黄(LY)后,LY可以透过1CC—DMP 间的缝隙连接,且I。Y透过现象能够被辛醇阻断。 这表明ICC—DMP间存在功能性的缝隙连接。此研 究还发现pH值能够很敏感的影响ICC间的缝隙连 接。当pH值为7.3~7.4时,约有20.2%LY注射 的ICC与其他ICC相连;pH值上升为7.8~7.9 时,这一数字上升到74.5%。这一研究结果具有一 定的病理生理意义。在豚鼠回肠部lCC—DMP以及 小肠的ICC—MY之间也发现了类似的结果[6]。以 上研究的结果为胃肠道内ICC之间存在缝隙连接 提供了功能上的证据。 缝隙连接通道的主要成分是连接蛋白,至少20 种连接蛋白亚型已被确定,依相对分子质量的不同 而命名。在胃肠道中发现有五种连接蛋白亚型,主 要包括CX43、Cx45等。其中,Cx43是由总长度为 2768碱基对(bp)的3条互补脱氧核糖核酸(cDNA) 所编码的,该复合cDNA含有21 146bp的开放阅读 框,被认为是一种非突变型抑瘤基因。因该基因编 码的连接蛋白相对分子质量为43 000,故命名为 CX43。Cx43含有387个氨基酸,包含四个跨膜区 域。N末端、胞质环和C末端是三个胞内段,位于 胞质一侧;两个二硫键连接的胞外环ELl和EL2, 便于对接及识别相应的连接蛋白[7]。Cx43合成于 内质网核糖体上,在高尔基体内6个连接蛋白聚集 形成一个半通道后被运输到质膜上,在聚集运输过
ICC和Cx43的关系。KS400系统软件分析ICC细 胞膜表面连接的Cx43免疫阳性图像,c_Kit免疫反 应为绿色表示ICC,Cx43免疫反应为红色表示连接 蛋白,双通道同步扫描叠加后的图像显示ICC细胞 膜上表达的缝隙连接蛋白为黄色,即红绿两种色彩 叠加后的黄色表示膜上表达的Cx43。可以通过测 量每一视野ICC膜上表达的C“3免疫阳性面积,
万方数据
垦堕塑丝塑鲞查垫!!至!旦整垫鲞笙j塑!坐』垡g垡!:』!堡堑:型!!!Y!!:i!:型!:i 用Bio—Rad Comos软件程序进行三维重建。分析
fbr connexins.J Paris。2002.
nexus:binding partners 96:243—249. 9
PhysioI
肌之间的深部肠肌神经丛内;黏膜下lCC(ICC_ SM)[2]。组织形态学研究发现ICC插入胃肠神经 和平滑肌细胞之间,三者相互形成独特的网络结 构。研究表明大鼠小肠平滑肌之间、平滑肌和ICC_ DMP之间以及ICC—DMP和ICC-DMP之间存在缝 隙连接[3]。这种连接由连接蛋白构成。目前认为主 要包括Cx43、Cx45等,其中CX43是最重要的一种。 近年,1CC研究是个热点,而Cx43作为ICC网络结 构的重要组成部分具有广阔的研究前景。特别是 以Cx43作为切入点可以揭示lCC调节胃肠肌肉收 舒功能的机制,将为阐明各种胃肠道疾病的病因及 治疗提供新的思路。
tive Seki gap expressing Auton study
of
ceUs arld
connexin43
in the guinea—pig diges—
tract.J
Nerv Syst。1998.68:182—187.
究有很多,但胃肠道功能障碍与Cx43的关系作为 重要的研究方向,相关研究相对较少,还需要更多 的探索。

胃肠道的缝隙连接和Cx43 缝隙连接,又称间隙连接、通讯连接,是相邻两
个细胞之间的一种特殊膜结构[4],由位于相邻细胞 膜上的两个连接子构成。每一个半通道由6个连接 蛋白分子围成,中间形成一窄小的六棱形小孔通 道。两细胞间的营养物质、代谢产物、离子、小分子 通过这小孔道互相交换。细胞间通过缝隙连接传
垦匿煎丝宣盘查垫!!至!旦箜i!鲞筮i塑!坐』垡g垡!:』!塑;!:垫!!:∑!!:型!整!:i

13进展
但昭葵齐清会
摘要:胃肠道各种细胞之间,如平滑肌之间,平滑肌和深部胃肠Cajal间质细胞(1CDDMP)之间以及 ICC—DMP和ICC’DMP之间存在缝隙连接,它主要由连接蛋白43(connexin43,Cx43)构成,其表达的异常 与胃肠道疾病的发生密切相关。此文就胃肠道Cx43的研究进展作一综述。 关键词:缝隙连接;连接蛋白43;Cajal间质细胞;胃肠道

道壁中,例如:小鼠、大鼠、几内亚猪、犬和人[1叭。研 究¨¨显示在啮齿动物的胃肠道中,Cx43存在于平 滑肌之间,平滑肌细胞和ICC—DMP之间以及ICC. DMP和ICC—DMP之间的缝隙连接内;Cx40在食 管下括约肌(LES),胃和回肠的环形肌中的缝隙连 接中大量分布;在肠肌间丛的ICC网络,深肌丛和 黏膜下肌丛的缝隙连接内,Cx40和Cx45少量分 布;C“5只位于ICC—DMP之间的缝隙连接内。在 结肠,CX43、Cx40和(或)Cx45有共存现象。另外, Seki等[123发现,ICC和Cx43的免疫分布在荷兰猪 的消化道肌柬中明显相反。在小肠环形肌中,CX43 的免疫染色密集,而外层环形肌中很少观察到1CC; 而结肠中有一定量ICC分布。但在环形肌层只有极 少量Cx43的免疫分布。这表明平滑肌细胞之间存 在良好的缝隙连接时,ICC很少插入平滑肌细胞形 成缝隙连接,而当环形平滑肌细胞之间缝隙连接减 少时,ICC插入平滑肌细胞形成缝隙连接。在鼠胃 中也可见到ICC分布的数目与Cx43常是相反 的[”]。因此,Komuro[143认为,平滑肌细胞之间缝 隙连接受损时,可以通过与ICC形成缝隙连接接收 神经信号,然而,当平滑肌细胞之间存在良好的缝 隙连接形成许多合胞体时,只需要与ICC形成较少 的缝隙连接接收神经信号。
3.2
6|。
Cx43与多器官功能障碍综合征(MODS)引起
的肠道功能障碍 据报道["],在多器官功能障碍综合征(MODS) 大鼠肠道功能障碍机制的研究中发现,小肠不仅有 ICC的损伤,而且ICC—DMP相互间及其与平滑肌 之间的缝隙连接消失,存在较大间隙;而大承气汤 治疗后,部分ICC—DMP细胞突起损伤不明显;ICC-
Cx43与平滑肌的运动功能
Cx43与先天性巨结肠
通过SABC双标免疫组化染色方法观察先天 性巨结肠(HD)患儿肠管ICC和Cx43的分布情况, 结果发现与HD正常肠管相比,在HD病变肠管 ICC数目明显减少甚至消失,Cx43表达明显减
弱[1 5|。ICC和Cx43分布异常导致了HD病变肠管
慢波节律和兴奋传导异常,从而引起或加重HD发 病。还有研究发现,在先天性巨结肠痉挛段、移行 段肠管组织中,Cx43 mRNA低表达,在扩张段肠管 组织中较高表达【1
DOI:1 0.3969/j.issn.1 673—534X.2()1 0.03.005
胃肠Cajal间质细胞(ICC)是一种非神经的间 质细胞,它与神经和平滑肌细胞密切相关,在胃肠 运动的调控中起重要作用…。ICC分为:肌间1CC (ICC—MY),位于环形肌和纵行肌之间,是起搏细 胞,产生慢波电位;肌内ICC(ICC-IM),位于环形 肌和纵行肌肌束内,并与其周围的肌纤维平行排 列。这些细胞与胃肠运动神经纤维膨大的末端紧 密连接,传递神经信号;深部或中间隔ICC(ICC.
基金项目;国家自然科学基金资助项目(30772860) 作者单位:116们l 大连医科大学附属第一医院普外科
程中CX43被磷酸化[8]。相对于大部分结构蛋白而 言,Cx43半衰期比较短,只有几个小时‘引。
万方数据
・140・
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胃肠ICC网络中Cx43的分布和特点 免疫组织化学显示C“3存在大量物种的胃肠
DMP相互间及ICC—DMP与平滑肌间存在缝隙连 接,无明显损伤。以上结果表明MODS时胃肠道功 能障碍既有ICC的损伤。又有Cx43的损伤。而大 承气汤的治疗作用既有ICC的修复,还有cx43的 修复。因此,Cx43与肠道功能障碍之间的关系值得 深入研究,可以为相关药物治疗提供理论支持。
externa a
L,et
a1.1mmunohis—
gap
junction protein(connexin43)in
intestine.
of mu“ne。canine。and hum8n
Tissue Res.1993.274:249—256. YF,Daniel
计算每一切片ICC膜上表达的CX43免疫阳性的体 积。由于此法能在切片上同时显示Cx43和ICC,因 而可以定性或者定量研究CX43及ICC的分布模 式,比单独标记法更具先进性。 目前,国内外关于胃肠道功能障碍与ICC的研
13 12
Wang
EE.Gap junctions
in
gastrointestinal muscle
Gastrointest Liver
contain
multiple conne“ns.Am J
Physiol
Physi01.2001,281:533—543. Seki K。Zhou DS,Komuro T.Immunohistochemical the c—kit
3 3.1
常见胃肠道Cx43免疫检测方法 免疫酶组织化学法 石蜡切片后,利用特异性抗Cx43单克隆抗体
4.1
(一抗)标记CX43,再用酶蛋白标记的二抗连接一 抗,显色剂DAB染色组织切片上CX43特异性染色 为棕黄色,呈颗粒状口…。或冰冻切片后,特异性抗 单克隆抗体(一抗)标记Cx43,用带荧光的二抗连接 一抗。两种染色方法都能用光学显微镜或电镜观 察,能够对Cx43进行定性和半定量分析,所需仪器 设备简单,经济实用。不足之处是不能对Cx43的 分布模式进行研究,也不能对Cx43进行精确定量。
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