基于SCF/c-kit通路探讨中医药调控Cajal 细胞治疗慢传输型便秘的研究进展

高丽鹏,朱书斌，刘金响,赵唯含

【提要】 慢传输型便秘是功能性便秘的一种，但其发病机制目前尚不十分明确，有研究发现Cajal间质细胞的数量和功能异常可导致胃肠道传导功能紊乱，而Cajal间质细胞数量与表型的改变与SCF/c-kit通路的变化有关。在治疗方面，近年来的研究表明中医药可以通过相关通路调控Cajal间质细胞治疗慢传输型便秘。但SCF/c-kit信号通路、Cajal细胞、慢传输型便秘三者之间的关系仍不十分明了，为探究三者之间的关系及中医药治疗治疗的研究进展，遂对近年的研究进行总结描述，为中医药治疗STC便秘提供一定的参考。

慢传输型便秘(slow transit constipation, STC) 是功能性便秘的一种[1]，又称慢通过性便秘或结肠无力，发病率较高，在功能性便秘中占比高达45%以上，主要临床表现为排便次数减少，便意不强或者有便意但粪便难以自主排出，胃肠道病理特征为肠道运输能力降低、结肠传输时间延长、结肠内容物阻滞[2-3]。STC的病程较长，严重影响患者的生活质量，造成患者焦虑、抑郁甚至更严重的精神心理疾病。其发病原因复杂多样，与肠道微生态、胃肠道结构或功能改变，肠道神经改变，激素水平等有关，目前的研究尚不明确其发病机制。但有研究发现Cajal间质细胞的数量和功能异常可导致胃肠道传导功能紊乱，而Cajal间质细胞数量与表型的改变与SCF/c-kit通路的变化有关[4-6]，近年来的研究表明中医药可以通过SCF/c-kit通路调控Cajal间质细胞治疗慢传输型便秘[7-10]，但目前尚不明确具体的调控机制。为探究Cajal间质细胞、SCF/c-kit通路在STC中的具体作用及中医药治疗STC便秘的的具体机制，遂进行文献综述，为后来的研究提供一定的参考。

1 Cajal间质细胞在STC中的作用

Cajal间质细胞是胃肠道平滑肌的慢波起搏细胞，参与慢波的形成，有介导结肠神经信号传导，调控胃肠肌肉收缩的功能[2,5,11]，具有多种作用，主要分布于胃肠道的神经末梢和平滑肌细胞之间。在其细胞体中充满线粒体及少量核糖体，使其既有类平滑肌的兴奋性，又能够作为胃肠肌肉的起博点，自主发出电信号，引导胃肠道的电活动，促进胃肠道的蠕动[11-12]。Cajal间质细胞共有四种，分别具有不同的功能，作为肠道不同部位的电活动传导桥梁，并起到传递神经递质或其他神经信号的作用。其中，肌间Cajal间质细胞控制胃和小肠的起搏、黏膜下层Cajal间质细胞控制结肠的起搏、深肌层Cajal间质细胞可以传递肠神经系统的胆碱能、氮能等神经信号、肌内Cajal间质细胞受迷走神经刺激后也可产生肌源性活动，成为主要的起搏者[5,13]，Cajal间质细胞的形态结构及数量改变可以导致道中胃肠道疾病。

STC的发生与胃肠道运动能力降低有关，慢波的传递可明显影响胃肠道运动功能，而慢波起源于环肌和纵肌交界区内，通过各肌层Cajal间质细胞传导电信号，间接说明了Cajal间质细胞可以通过影响慢波传输影响胃肠道功能[14-15]，因此，理论上通过调控Cajal间质细胞可以治疗STC。近年来，国内外多项研究发现，STC患者结肠Cajal间质细胞较正常人明显减少且Cajal间质细胞体积明显减小、结肠环形肌层神经元亦减少。有一项研究收集了手术切除的STC患者结肠样本，并与直肠癌患者的结肠标本做对比，采用免疫细胞化学染色和电镜技术结合铺片结合冰冻切片技术观察STC患者的Cajal间质细胞，发现数量明显减少[11]；国外一项研究对15例STC患儿结肠组织研究发现：结肠Cajal间质细胞的数量及胞突减少[11]。进一步证实STC的发生与Cajal间质细胞的变化有着密切的关系，Cajal间质细胞数量减少，可能延缓慢波活动，不利于结肠道肌间电信号的传播，影响胃肠平滑肌收缩反应，从而导致结肠运动迟缓，引起肠道传输功能减弱。

另有研究发现Cajal间质细胞与肠神经末梢形成紧密联合的前后膜突触结构反应降低，会抑制CGNP信号通路，干扰胃肠道平滑肌的收缩，影响胃肠运动。同时，Cajal间质细胞还可以控制胃肠肌肉的收缩运动，其机制与M2、M3、血管活性肠肽-1(vasoactine intrestinal peptide-1,VIP-1)以及P物质等多种神经受体与兴奋性神经递质乙酰胆碱结合，将神经信号转化成电信号，兴奋肠神经有关，若Cajal间质细胞的起搏功能被抑制，则可引发顽固性便秘[15, 17]

2 SCF/c-kit通路在STC中的表达意义

慢传输型便秘的发病机制与胃肠道的动动力障碍具有密切关联，而Cajal间质细胞作为胃肠道慢波起搏细胞，具有保证胃肠到动力的作用，若Cajal间质细胞数量和形态发生异常，可以导致多种胃肠道疾病的发生[14,18]，因此，通过调控Cajal细胞治疗胃肠道疾病的重要手段。近年来的研究发现：c-kit及其配体干细胞因子(stem cell factor,SCF)构成的信号途径对Cajal间质细胞具有多种调控作用[19]。

c-kit基因是Cajal间质细胞特异性受体,又称为干细胞因子受体，由细胞外配体结合区，跨膜区、细胞质激酶区三部分结构组成，其中细胞外配体结合区是与SCF结合的重要部位，每一个c-kit单体通过与SCF结合后触发c-kit单体的结构改变, 形成二聚体复合物并自动磷酸化, 激活多种第二信号分子，通过SH2结构域信号分子配合Cajal间质细胞完成信号传递，形成的信号通路控制Cajal间质细胞的增殖与分化，从而改善胃肠道平滑肌的收缩与舒张功能，调控胃肠动力系统[6,20]。

SCF具有2种不同功能的存在形式, 即可溶型SCF (soluble SCF, sSCF) 和膜结合型SCF (membrane bound SCF, mSCF)，其中mSCF再许多信号通路中存在重要作用并具有下调c-kit表达的作用。而SCF作用的发挥依赖于特定的受体c-kit形成配基受体二聚体复合物, 从而启动SCF/c-kit相关通路，调控Cajal间质细胞的多种生物活动[6,20]。

SCF可以通过多种信号通路激活c-kit，最终作用于不同的组织细胞，发挥不同的作用。而近年来的研究表明，SCF/c-kit通路与胃肠道功能性疾病的发生有密切关联，并可以影响胃肠道慢波的活动，主要影响Cajal间质细胞的增殖、分化，当SCF/c-kit通路激活时，对Cajal间质细胞的表型维持有巨大作用[21-22]。Cajal间质细胞的功能及蛋白表达受kit信号通道调控，缺少kit蛋白或者SCF均会影响Cajal间质细胞自主搏动，阻碍胃肠平滑肌产生持续性慢波，可引发先天性巨结肠、假性肠梗阻、胃轻瘫等儿童胃肠功能失常疾病及十二指肠内容物逆流等胃肠动力障碍症状[20, 23-24]，因此，SCF/c-kit信号通路是维持Cajal间质细胞起搏功能的重要信号传导系统。

3 中医药干预 SCF/c-kit 信号通路治疗STC

SCF/c-kit信号通路具有维持Cajal间质细胞起搏功能、调控Cajal间质细胞的增殖、分化的作用[4, 25]。因此，通过干预SCF/c-kit信号通路治疗STC成为研究的关键点。在现代医学的治疗中，尚无治疗STC的特效疗法，多通过调整饮食习惯、调节情绪、服用增强肠动力药物、导泻药物或益生菌制剂，如莫沙比利、西沙比利、乳果糖等，更严重患者则需要采取手术治疗(如结肠全切除、盲直肠吻合术，结肠旷置术等)[26]，效果有限。但中医药治疗便秘具有疗效显著，副作用少的优势，有多项研究证实中医药可以通过不同的方式调控SCF/c-kit上下游蛋白，促进胃肠动力[10,27,28]，缓解功能性便秘的症状，同时针灸、推拿等中医特色疗法亦有助于恢复改善胃肠肠动力[8,9,29]。

在马鑫文[9]的研究中，将大鼠分为对照组、模型组、推拿组、莫沙必利组、推拿联合莫沙必利组(联合组)，采用肠神经节消融术复制大鼠STC便秘模型，并建立严格的手法操作模型，选取大鼠的关元穴、中脘穴作为推拿穴位，以体质量、粪便含水率测定、血浆P物质(SP)、一氧化氮(NO)、5-羟色胺(5-HT)及VIP水平、大鼠肠推动率测定、采用Western Blot及PCR检测SCF及c-kit含量，结果显示：推拿联合莫沙比利治疗STC可以有效增加大鼠的体质量、粪便含水量增加，结肠推进率明显升高，血浆SP水平均升高,NO、5-HT及VIP水平均降低，SCF/c-kit蛋白表达及mRNA含量较其他组均明显增加，所有指标均有统计学意义(P<0.05)，表明推拿联合莫沙比利可以有效调控SCF/c-kit信号通路，影响蛋白的表达，提高STC便秘的治疗效果。除推拿外，孙建华[8]利用饲喂复方苯乙哌啶饲料建立STC大鼠模型，造模成功后实验组采用电针大鼠天枢穴的方法干预，干预结束后，采用RT-PCR法检测大鼠结肠c-kit和SCF的mRNA表达，并与STC模型组大鼠对比，结果显示电针组大鼠c-kit和SCF的mRNA表达显著高于模型组，表明电针可以通过上调SCF/c-kit通路蛋白表达，治疗STC便秘，同时，在一项针刺干预STC便秘对比西沙比利疗效的动物实验中[30]，实验组采用针刺大鼠“足三里、照海”，西药组采用西沙比利灌胃，干预14天后,比较各组结肠c-kit、SCF蛋白表达,及c-kit mRNA、SCF mRNA表达的差异，结果表明针刺组可以明显提高结肠c-kit、SCF蛋白及其mRNA的表达及结肠c-kit蛋白表达。

在药物治疗的研究方面，肖秋萍[25]采用复方地芬诺脂灌胃制备功能性便秘大鼠模型，研究肠润方对功能性便秘大鼠结肠Cajal间质细胞及c-kit/SCF信号传导通路的影响，实验组给予肠润方灌胃，对照组给予麻仁丸灌肠，采用免疫组化、WesternBlot、RT-PCR检测大鼠肠道组织c-kit与SCF蛋白的分布与表达。结果显示：肠润方中高剂量组的c-kit与SCF蛋白数量显著高于其他组大鼠(P<0.05)，表明中高剂量组的肠润方可以有效干预SCF/c-kit通路，影响信号蛋白表达。冯硕等[31]也利用SCF大鼠模型发现益气润肠方可通过增加SCF mRNA、c-kit mRNA的表达影响 SCF/c-kit 信号通路调控ICC，促进胃肠动力。润肠方可促进c-kit及SCF的上调修复SCF/c-kit信号通路使胃肠道平滑肌恢复正常电节律，促胃肠排空。为探究中药治疗STC便秘疗效与安慰剂对照组的区别，肖倩[32]利用含复方苯乙哌啶的饲料喂养大鼠制备STC便秘模型，并将所有大鼠分笼饲养，实验组大鼠利用四磨汤灌胃，安慰剂对照组给予灌服生理盐水，测定大鼠肠道传输功能，结肠肌电测定，RT-PCR检测结肠c-kit mRNA、SCF mRNA表达量，结果表明：STC大鼠肠道传输功能下降，肠道慢波节律紊乱，四磨汤治疗可以使传输功能恢复到正常水平，并调节慢波节律；在STC模型大鼠的肠道中，检测的c-kit mRNA、SCF mRNA较正常大鼠均有下降，但四磨汤治疗组可以有效提高其表达量，且与安慰剂组对比有统计学意义(P<0.05)，表明四磨汤课题通过调节SCF/c-kit通路蛋白的表达，影响Cajal间质细胞的生态学活动，调节肠道慢波节律，促进肠道功能恢复。除此之外，王建民[10]利用复方地芬诺酯混悬液灌肠制作 STC 动物模型，建模成功给予益气健脾方进行干预，4周后用RT-PCR法进行检测。与对照组相比，干预组大鼠结肠组织的c-kit、SCF mRNA表达量均有上调，且和益气健脾方呈剂量依赖型关系。徐天舒[33]以通便汤干预STC模型组，4～6周后发现通便汤组小鼠排便转输功能优于模型对照组，且电镜下观察Cajal间质细胞形态恢复较对照组明显改善，以此证实慢性传输型便秘的预后与Cajal间质细胞的功能形态密切相关。

总之，中医药治疗STC便秘具有疗效显著，副作用小的优势，现有的研究可以证实推拿、针灸、中药汤剂可以有效调控结肠SCF/c-kit 信号通路，上调SCF、c-kit基因及蛋白的表达，起到调节Cajal间质细胞形态及数量的作用，保持Cajal间质细胞起搏功能，在细胞和基因水平上治疗慢性传输型便秘。

4 展望

现有的研究证实STC的发生与Cajal间质细胞的病理改变有着密切的关联，且Cajal间质细胞是结肠慢波的起搏细胞。SCF/c-kit信号通路可以参与多种疾病的调控，在STC中，可以通过调控Cajal间质细胞的增殖、发育，改变其形态、数量，影响结肠慢波传输。中医药干预SCF/c-kit信号通路，影响基因及蛋白的表达，治疗STC起到一定的作用，为治疗STC及新药的开发提供了新思路。但仍存在一些不足，SCF/c-kit信号通路下游信号转导通路有Ras/Raf-1/MAP通路、Jak/STAT 通路、Src家族通路、PI3K通路四条，现有的中医药干预STC研究检测的基因多限制在SCF、c-kit中，上下游通路蛋白检测力度不够甚至未检测，尚不能说明治疗的具体作用机制，仍需要深入探究。在以后的实验中，可以依据具体方剂进行网络药理学分析，理论探索可能存在的信号通路，并通过相关实验验证，为中医药治疗STC提供新的理论指导，更好的阐述治疗机制。