肠道HCN通道在IBS发病中的作用

Irritable bowel syndrome (IBS) is characterized by recurrent visceral pain and abnormal bowel evacuation habit. The pathogenesy of IBS is unclear. Previous study indicate neuropathic pain is initiated by HCN-driven action potential firing in nociceptors. A recent research suggests HCN channels in colonic ICCs participate in regulation of pacemaking activity. From above we propose HCN channel function abnormality can lead to not only visceral hypersensitivity, but also intestinal movement abnormality due to alteration of smooth muscle autorhythmicity. We plan to construct IBS rat model by colon irritation in neonatal rat. First, behavioral and electrophysiology testings are used to determine effects of HCN channel antagonists and antagonists on visceral afferent nerve discharge, visceral pain intensity and enteric motor function. Second, immunohistochemistry and Western blot/RT-PCR are used to determine the distribution and subtype of HCN channels in enteric nervous system and ICC. Last, patch clamp are performed in enteric nervous system neurons and ICC to find out their electrophysiology characteristics, and whether HCN channel expression and function are changed in them. These experiments are performed to identify the role of enteric nervous system and ICC HCN channels in chronic visceral pain and enteric motor disorder in patients with IBS, and the main HCN channel subtype, thus providing a new way for therapeutic intervention in patients with IBS.

肠易激综合征（IBS）表现为反复腹痛与排便习惯异常，发病机制不明。先前研究表明传入神经末梢HCN通道的活化可引发痛觉敏化，最近研究提示肠道Cajal间质细胞（ICC）HCN通道控制肠道运动节律，据此我们假设HCN通道功能异常是引发IBS腹痛与排便习惯异常的重要原因。我们拟建立IBS大鼠模型，首先从整体水平探讨HCN通道对IBS大鼠脊髓背根感觉传入、内脏痛敏反应、在体和离体肠道平滑肌运动功能的影响；然后从细胞水平明确HCN通道在肠神经系统与ICC中的分布和表达；最后从分子水平用膜片钳技术观察模型大鼠肠神经系统神经元与ICC本身的电生理学特性及HCN通道在其上的表达及功能是否发生变化，以期揭示肠道HCN通道在IBS慢性内脏痛与肠道动力异常中的作用及起主要作用的亚型，旨在进一步揭示IBS发病机理，为IBS治疗提供新思路。开展本项目研究不仅具有重要的理论意义和科学价值，而且具有潜在的应用前景。

肠易激综合征(IBS)表现为反复腹痛与排便习惯异常，发病机制不明。先前研究表明传入神经末梢HCN通道的活化可引发痛觉敏化，最近研究提示肠道Cajal间质细胞(ICC)HCN通道控制肠道运动节律，据此我们假设HCN通道功能异常是引发IBS腹痛与排便习惯异常的重要原因。.目的.探讨外周HCN通道在肠易激综合征（IBS）肠道高敏感及肠道动力异常中的作用，明确在其中起主要作用的HCN通道亚型，从而进一步揭示IBS发病机理，为IBS的治疗提供新的靶点。.方法.（1）构建IBS动物模型。.（2）采用免疫组化、Western bolt方法探明HCN通道在大鼠背根神经节、回肠、直肠的表达情况。.（3）观察腹腔注射尼氟酸（HCN2阻断剂）对大鼠结直肠扩张刺激引起的腹外斜肌放电变化的影响。.（4）鞘内给予ZD7288（HCN阻断剂）后，腹腔注射尼氟酸对大鼠结直肠扩张刺激引起的腹外斜肌放电的影响。.（5）以玻璃小球排出时间和2小时粪便颗粒数为指标，观察尼氟酸对大鼠肠道运动的影响。.（6）离体肠道灌流下观察尼氟酸、氯化铯（HCN阻断剂）对肠道运动频率、幅度的影响。.结果.（1）IBS模型大鼠内脏痛觉敏感性显著高于对照组大鼠。.（2）IBS模型大鼠背根神经节中HCN2的表达增加，但HCN1的表达没有变化。IBS模型大鼠回肠和直肠HCN2的表达升高。荧光共聚焦显微镜观察发现HCN1，2与Cajal 间质细胞标志物c-kit共标，且模型大鼠的cajal间质细胞中HCN1，2表达量较对照组增高。.（3）腹腔注射尼氟酸（HCN2阻断剂）可剂量依赖性抑制IBS模型大鼠内脏痛。.（4）IBS模型大鼠鞘内给予ZD7288阻断HCN通道后，再腹腔注射尼氟酸对其内脏痛无抑制作用。.（5）与正常组比较，模型组大鼠玻璃小球排出时间明显缩短，排出的粪粒数明显增加。腹腔注射尼氟酸后，模型组大鼠玻璃小球排出时间延长，排便颗粒数减少。.（6）离体肠道灌流实验结果显示：与正常组比较，模型组大鼠肠道运动频率加快、运动幅度增大。灌流液中分别加入尼氟酸或氯化铯后，模型组大鼠肠道运动频率减慢、运动幅度减小。.结论.外周HCN2通道在IBS模型大鼠慢性内脏痛与肠道动力异常中有促进作用。