源于血管内皮的胃动素受体在胃动脉平滑肌细胞周期性舒张中的作用及分子机制

In the preliminary work,our research group first found that motilin regulate gastric arterial periodic relaxation in the interdigestive via motilin receptor on the gastric artery wall and accompanying gastric blood flow increase (in step with MMCIII phase of gastrointestinal).furthermore, we found that motilin receptor is only specifically expressed on gastric artery endothelial cells among the arteries which control gastrointestinal. It is known that NO-sGC-cGMP channel and myo-endothelial gap junction (MEGJ) play key role in the process of vasodilation. But it is not clear that the regulatory effect and mechanism of vascular endothelial cells expressed motilin receptor on gastric artery smooth muscle cells relaxation. This project via the endothelial and smooth muscle cells co-culture model, using the patch-clamp, radioimmunoassay, confocal laser scanning microscopy and cell contraction response measurement method,①investigate the effect of motilin receptor via calcium potassium channels in relaxation of gastric artery smooth muscle cells; ②clarify the role of NO-sGC-cGMP channel in the relaxation of gastric artery smooth muscle cells mediated by motilin; ③ reveal the function and mechanism of MEGJ and connexin 43 protein between two kinds of cells in the relaxation of gastric artery smooth muscle cells mediated by motilin. This project will try to provide a new idea and experimental data for the research on gastrointestinal motility function via revealing the specific function and mechanism of gastric artery.

在前期工作中,我们首次发现胃动素通过胃动脉壁上胃动素受体调控消化间期胃动脉的周期性舒张及伴随的胃血流量增加(与胃肠MMCⅢ相同步)。进一步研究发现,在支配胃肠的动脉系中只有胃动脉的内皮细胞特异性表达胃动素受体。目前认为，NO-sGC-cGMP通路和肌内皮缝隙连接在血管舒张过程中起关键作用。但目前尚不清楚血管内皮细胞表达的胃动素受体对胃动脉平滑肌细胞舒张的调控作用及机制。本项目通过内皮和平滑肌细胞联合共培养模型，利用膜片钳、放射免疫、免疫荧光、激光共聚焦显微镜技术及细胞收缩反应测量等方法，①探讨胃动素受体通过钙钾离子通道对胃动脉平滑肌细胞舒张的影响；②阐明NO-sGC-cGMP通路在胃动素受体舒张胃动脉平滑肌中的作用；③揭示两种细胞间肌内皮缝隙连接及缝隙连接蛋白Cx43在胃动素受体舒张胃动脉平滑肌中的作用及机制。本项目将通过揭示胃动脉特有的功能机制试图为胃肠运动功能研究提供新思路和实验数据。

研究背景：在前期工作中,我们首次发现胃动素通过胃动脉壁上胃动素受体调控消化间期胃动脉的周期性舒张及伴随的胃血流量增加(与胃肠MMCⅢ相同步)。进一步研究发现,在支配胃肠的动脉系中只有胃动脉的内皮细胞特异性表达胃动素受体。目前认为，NO-sGC-cGMP通路和肌内皮缝隙连接在血管舒张过程中起关键作用。但目前尚不清楚血管内皮细胞表达的胃动素受体对胃动脉平滑肌细胞舒张的调控作用及机制。.研究内容：本项目利用免疫组化、免疫荧光、Western blot、实时荧光定量PCR (realtime PCR) 、放射免疫、细小动脉张力测定等方法，①探讨了胃动素受体（MTLR）后细胞内信号转导途径；②阐明了NO-sGC-cGMP通路在胃动素受体舒张胃动脉平滑肌中的作用；③揭示了两种细胞间肌内皮缝隙连接在胃动素受体舒张胃动脉平滑肌中的作用。.重要结果、关键数据：.1. 胃动素受体表达在胃•肠动脉的内皮细胞膜上，是一种膜蛋白。.2.胃动素受体在胃左动脉内皮细胞膜上的表达量（强度及密度）明显大于肠系膜上动脉及肠系膜下动脉。提示在支配胃肠的动脉系中只有胃动脉的内皮细胞特异性表达胃动素受体。.3. 内皮细胞表达的胃动素受体对胃动脉平滑肌细胞舒张的调控作用及机制：.表达在胃左动脉内皮细胞膜上的胃动素受体被激活后，①通过与Gq蛋白偶联激活磷脂酶C（PLC）－肌醇1,4,5三磷酸肌醇（IP3）途径参与细胞内Ca２＋的释放；②经Ca２＋ - Ca２＋•CaM – eNOS途径激活了NO-sGC-cGMP信号转导通路，导致内皮完整胃左动脉平滑细胞的舒张。③经L型Ca２＋通道的外Ca２＋内流，在此舒张过程中几乎未见明显的调控作用。④上述的调控作用均是内皮依赖性的。.4. 肌内皮缝隙连接在胃动素受体诱导胃左动脉平滑肌舒张的过程中有一定的作用。.科学意义：胃肠动力障碍是糖尿病和功能性消化不良常见的并发症之一，严重影响患者的生活质量。目前针对胃运动周期性起搏输送多种胃肠激素及足够血供的胃动脉功能研究却很少。本研究结果提示，微小血管病变使胃动脉壁胃动素受体减少或缺失，对应于周期性释放入血的内生胃动素，将无法保证胃壁足够的供血和胃肠激素的输送，将影响MMCⅢ的发生或质量，可为相关疾病的治疗提供新的思路。