基于Cajal细胞传递胆碱能信号的针刺双向调节逼尿肌兴奋性的效应研究

ICC are the origin of spontaneous electrical activity and are the pacemakers of the bladder cells. Past studies have found that acupuncture can inhibit the excitability of ICC in the bladder, reduce the free Ca2 ion concentration in the cells, inhibit detrusor Cx43 gap junction, and adjust the detrusor unstable contraction. They confirmed that the mechanism of acupuncture treating overactive bladder is through adjusting the excitability and communication of bladder ICC. Recent studies found that bladder ICC not only have the pacemaker functionality, but are also the transfer station between cholinergic nerve and the detrusor. From the mechanism of ICC transmission and integration of cholinergic nerve/myogenicity, how do we prove that acupuncture is able to regulate and pinpoint the effective target? The objects of this research are overactive detrusor and adynamia of detrusor. With double-label immunofluorescence assays, laser confocal microscopy, and patch clamp techniques, we can study how acupuncture affect the bladder ICC and cholinergic nerves structure, the ICC cholinergic receptors, and on ICC pacemaker currents and T type Calcium tunnel subtype. To analyze the function of cholinergic receptors and the relationship between ICC excitability and bladder contraction, we combined with urodynamics to reveal the mechanism of how acupuncture effects ICC cholinergic nerve transmission and ICC excitability regulation. This research demonstrates the scientific theories of acupuncture’s bi-directional regulation connected with the detrusor excitability.

ICC细胞是自发性电活动的起源，是膀胱起搏细胞。既往发现针刺通过抑制ICC细胞兴奋性、降低胞内游离Ca2+浓度、抑制逼尿肌缝隙连接蛋白Cx43等途径，调节逼尿肌不稳定收缩，证实针刺调节ICC细胞兴奋及其信息通讯是治疗不稳定膀胱的肌源性机制之一。晚近发现，ICC细胞不仅具有起搏功能，且是胆碱能神经兴奋向逼尿肌传递的中转站。如何从ICC细胞传递和整合胆碱能神经/肌源性信号机制中，进一步证实针刺调节效应和作用靶点？本研究以逼尿肌过度活动、逼尿肌无力为对象，借助免疫荧光双标法、激光共聚焦技术、膜片钳技术等，研究针刺对膀胱ICC细胞与胆碱能神经结构关系、ICC细胞胆碱能受体、ICC细胞起搏电流及T型钙通道亚型等影响，结合尿动力变化，分析胆碱能受体功能与ICC细胞兴奋及膀胱收缩变化相关性，揭示针刺影响ICC细胞传递胆碱能神经信息功能及调节ICC细胞兴奋性机制，阐述针刺双向调节逼尿肌收缩功能的科学理论。

ICC细胞是膀胱自发性电活动的起源，是膀胱起搏细胞。既往发现针刺通过抑制ICC细胞兴奋性、降低胞内游离Ca2+浓度、抑制逼尿肌缝隙连接蛋白Cx43等途径，调节逼尿肌不稳定收缩，证实针刺调节ICC细胞兴奋及其信息通讯是治疗不稳定膀胱的肌源性机制之一。最近发现，ICC细胞不仅具有起搏功能，且是胆碱能神经兴奋向逼尿肌传递的中转站。为了从ICC细胞传递和整合胆碱能神经/肌源性信号机制中，进一步证实针刺调节效应和作用靶点，本研究以逼尿肌过度活动（DO）、逼尿肌无力大（ACD）鼠模型为对象，结合尿动力与离体膀胱逼尿肌收缩特性变化，观察针刺调节逼尿肌过度收缩及逼尿肌无力的调节效应及随时间变化规律，并分析胆碱能受体功能与ICC细胞兴奋及膀胱收缩变化相关性，探讨针刺对膀胱ICC细胞胆碱能受体、ICC细胞钙电流及T型钙通道亚型、HCN通道亚型影响。研究结果证实了电针对膀胱逼尿肌活动障碍的改善作用，并且发现电针的调节作用与逼尿肌状态有关，电针可抑制DO大鼠逼尿肌过度活动，增加膀胱储尿时间和有效容量，降低离体逼尿肌条收缩的幅度、频率；电针提高逼尿肌无力大鼠平均排尿速度和离体逼尿肌条收缩的幅度、频率，可有效调节逼尿肌无力大鼠膀胱容量和残余尿量。对不同大鼠模型的干预效应随时间变化而变化，针对DO大鼠的抑制效应在电针后24h最佳，对ACD大鼠的类似兴奋效应则在治疗后2h趋于最佳。机制研究部分证实ICC细胞与乙酰胆碱神经元紧密联系，其兴奋性异常是逼尿肌收缩异常的关键因素，ICC细胞是膀胱兴奋性起源、神经/肌源性信号的调节和传递的枢纽，逼尿肌的功能状态与ICC细胞上胆碱能神经元活性及钙通道、HCN通道相关。电针可通过调节ICC细胞上M2、M3受体、Ca离子通道和相关HCN通道亚型表达及活性，改变胞内钙离子震荡特性从而改变ICCs细胞兴奋性而起效。揭示了针刺影响ICC细胞传递胆碱能神经信息功能及调节ICC细胞兴奋性的机制及靶点，阐述了针刺双向调节逼尿肌收缩功能的科学理论。