CRF/ENS/SIP合胞体轴在应激诱发结肠传输异常中的作用及其机制研究

Irritable bowel syndrome (IBS) is a common gastrointestinal disease in which stress is widely believed to play a major role in developing this disease. Studies have shown that corticotropin-releasing factor (CRF) is the main factor involved in stress-inducing colonic motor dysfunction. In the colon a prominent motor pattern, known as colonic migrating motor complexes (CMMC) provides propulsive forces which are generated by enteric nervous system (ENS) to regulate SIP syncystium. SIP is a kind of cell syncytium composed of smooth muscle cells, ICCs and PDGFRα+ cells which is the final way for nervous system to regulate the motility of gastrointestinal tract. The present project is designed to elucidate the role of CRF/ENS/SIP syncytium in the stress-induced colonic transit disorder in IBS using two different kinds of stress-induced animal models, which will provide a new evidence to support the treatment of stress relative colonic transit disorder.

肠易激综合征（irritable bowel syndrome，IBS）是临床常见的胃肠动力障碍性疾病，而应激是目前公认的重要致病因素之一。研究认为，CRF可能是应激导致结肠传输障碍的主要因素。结肠传输的动力是结肠移行性复合收缩（MMC）运动，而MMC由肠神经系统（ENS）通过调控SIP合胞体来实现。SIP合胞体是由平滑肌细胞（SMC）与ICC和PDGFRα+细胞通过缝隙连接而形成的三种细胞合胞体，是神经系统调控消化道平滑肌运动的最后通路（final path）。因此，本项目利用两种不同应激模型，探讨应激是否通过干预CRF-ENS-ICC/PDGFRα+细胞-平滑肌轴来引起结肠传输功能异常，阐明应激相关IBS结肠传输异常的机制，为临床防治应激相关结肠传输异常的疾病提供理论基础。

应激是引起结肠传输异常的重要原因之一，以往的研究主要集中在应激的即时作用以及肠神经在这个过程中的作用。本项目则主要聚焦于慢性应激导致的结肠传输异常及机制。本项目利用分子生物学、免疫荧光、电生理学等多学科技术，在慢性应激小鼠模型上阐明了CRF/CRF1-ICC-ANO1和PAR2-PDGFRα+细胞-SK3通路在结肠传输异常中的作用，为临床防治应激相关结肠传输异常提供新的理论基础。.实验结果表明：连续7天腹腔注射CRF1受体激动剂stressin 1或者CRF2受体激动剂sauvagine均可以引起部分小鼠结肠传输运动障碍，在这些小鼠结肠平滑肌中CRF1表达上调，同时c-Kit和ANO1以及SCF表达均降低，而ICC功能也明显减弱，慢性应激诱发的结果和stressin 1类似，表明外周CRF/CRF1可能通过降低肠神经产生的SCF使ICC受损，也可能通过直接作用引起ICC数量减少参与应激导致的结肠传输减慢；此外，慢性应激小鼠结肠PAR2及PDGFRα表达均上调提示应激也可通过PAR2-PDGFRα+细胞-SK3通路引起结肠传输障碍。本项目也探讨了高糖应激对结肠传输功能影响，发现糖尿病小鼠结肠平滑肌PAR2表达上调，可通过PI3K/Akt信号通路，促进PDGFRα+细胞增殖，参与结肠传输障碍的发生；而糖尿病引起的高氧化应激状态可以通过提高CK2，降低PDGFRα+细胞上SK3通道对钙离子的敏感性，导致结肠传输障碍的产生，这些结果也为继续研究应激导致的结肠传输异常的机制提供了重要思路。本项目的研究结果提示，慢性应激既可以通过CRF/CRF1-ICC-ANO1通路也可以通过PAR2- PDGFRα+细胞-SK3通路影响结肠传输功能，因此CRF1-ICC-ANO1和PAR2-PDGFRα-SK3可以成为防治应激引起结肠传输异常的潜在靶点。