重型颅脑损伤(SHI)早期肠动力不足发生率高,直接影响救治效果和临床预后。我们前期研究发现嗜酸乳杆菌(La)可明显改善SHI后肠动力不足,但机制尚不明确。研究表明Cx43形成的缝隙连接(GJ)通道保证了肠道平滑肌细胞(SMC)收缩的协调,Cx43表达量及磷酸化与GJ功能密切相关。预实验观察到SHI小鼠ICC与SMC受损,二者间Cx43表达减少;La减轻了ICC和SMC受损程度,上调Cx43表达。据此推测,La改善SHI后肠动力不足的机制与其调节ICC与SMC之间Cx43表达及磷酸化水平有关。为验证这一假说,本研究拟在前期基础上观察La干预前后Cx43表达及磷酸化水平与伤后肠动力的关系,挑选磷酸化位点S368以定点突变方法构建持续磷酸化和Cx43突变细胞模型,以充分阐明缺氧时Cx43表达及磷酸化对细胞通讯的影响,初步揭示La改善SHI后肠动力不足的机制,为益生菌在创伤领域的应用提供理论依据。
severe head injury;intestinal motility disturbanc;Latobacillus acidophilus;ICC;gap junction
ICC、缝隙连接、平滑肌细胞及肠神经系统(ENS)是肠运动发生的核心要素,其中任一元素的损伤都将导致信号传递不畅,引起肠动力障碍。我们前期研究发现,嗜酸乳杆菌(La)可明显改善重型颅脑损伤(SHI)后肠动力不足,但机制还有待研究。本课题通过建立小鼠SHI后肠动力障碍(IMD)模型,采用生物信息采集和处理系统、激光共聚焦、Western Blot、透射电镜等技术与手段,观察La干预前后SHI小鼠肠道离体肌条收缩、ICC和平滑肌细胞间缝隙连接的形态学、Cx43表达量和蛋白磷酸化水平的变化,获得了以下研究成果①创新改良的自由落体撞击法制备的SHI后IMD小鼠模型死亡率低,稳定性、重复性好。②SHI后肠肌条收缩幅度和频率降低、张力减弱,La可改善伤后肌条收缩障碍。③为了进一步分析La改善肠动力不足的机制,我们以肠动力起搏细胞ICC为研究对象,发现La能减轻SHI后肠肌丛ICC数量减少和网络受损的程度。④通过观察ICC和平滑肌细胞间网络的微观结构发现,La能减轻伤后ICC和平滑肌细胞的线粒体肿胀程度、缩小细胞间间隙、使缝隙连接增多。⑤为了深入探究La对缝隙连接的影响,我们对缝隙连接结构蛋白Cx43进行观察,发现伤后Cx43的蛋白表达量减少,给予La干预后其表达显著增加,提示La通过上调缝隙连接Cx43的蛋白表达,修复SHI后细胞间连接,使ICC和平滑肌细胞间信号传递障碍得以修复。⑥为进一步阐明La促进细胞间信号传递恢复的机理,我们对Cx43磷酸化水平进行了研究,发现La能减少SHI后Cx43蛋白磷酸化的阳性表达,表明La能够维护或修复缝隙连接的形态与功能。⑦同时在研究中发现,La对SHI后与ICC伴行的肠神经也有一定影响,为此进一步观察了La对肠神经递质阳性细胞的作用,发现La能恢复伤后受损AchE细胞的形态,降低NOS的活性,改善细胞数量比例的失衡。上述结果证实了我们提出的“La改善SHI后肠动力不足的机制与其调节ICC-SMC之间Cx43表达及磷酸化水平有关”的假说,为探讨La在严重创伤后患者中的应用提供实验证据。本课题发表中文论著3篇,正在撰写SCI论著1篇,培养硕士研究生4名。