腸膠質細胞在腹瀉型腸易激綜合征發病中的研究

李林蔓，劉俊宏，王淼蕾，符博雅，李欣瑜，方 慧

1.甘肅中醫藥大學，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅中醫藥大學附屬醫院脾胃病科

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)是一種常見的慢性胃腸功能紊亂性疾病，其特征是反復發作性腹痛、排便習慣及大便性狀改變[1]。IBS也被認為是一種典型的身心疾病，該病全球發病率在逐年上升，近年來我國的發病率與患病率也有持續增高的趨勢[2]，其中以腹瀉型IBS(IBS-diarrhea, IBS-D)最常見。該病病程長、難治愈，嚴重影響著人們的生活質量，給患者帶來了無形的精神壓力，給社會帶來了嚴重的經濟負擔。IBS并不是由單一的因素引發而導致的一種簡單的疾病，它是由多因素、多途徑、多靶點共同導致的一種綜合征?，F代醫學認為IBS的發病機制復雜多維，尚未得出明確的結論。目前，已證實腸黏膜屏障功能破壞、胃腸動力紊亂、腦腸互動異常、內臟高敏感性、腸道通透性增加、腸道菌群失調、社會心理等因素是IBS-D發病的重要機制。相關研究[3]發現，腸道通透性改變導致腸道水液代謝紊亂是IBS發病的一個重要因素。腸道低度炎癥促進腸道通透性的增加，而腸黏膜穩態的改變也是影響腸道通透性改變的主要原因。然而，腸黏膜穩態的改變可能與腸膠質細胞(enteric glial cells，EGCs)異?；罨芮邢嚓P[4]。雖然EGCs在維持腸上皮屏障完整性方面所起的作用被屢次證實，但EGCs受外界病理刺激下在腸黏膜穩態環境中發揮著復雜的雙重功能：腸道保護者與腸黏膜炎癥損傷的積極參與者，如何在這兩者之間維持平衡效應機制目前尚不清楚。本文以EGCs過度反應對IBS-D腸黏膜穩態失調的不良后果展開闡述。

1 EGCs雙重效應調節機制

EGCs由神經嵴細胞分化而來，在腸神經系統中與神經元共同參與完整的神經調節體系[5]。EGCs圍繞神經元主要分布在腸上皮黏膜神經節中，通過自身分泌相關介質的途徑參與神經遞質和神經調質對腸道穩態的調節過程中[6]。隨著對EGCs不斷深入研究，該細胞被指出不僅有營養和支持腸神經元的作用，還被認為是協調胃腸運動、參與腸道免疫屏障、維持腸上皮緊密連接完整性的重要組分，其在腸黏膜穩態調節中作用日益突顯。在生理狀態下，EGCs通過釋放各種神經營養因子參與腸上皮細胞的分化和黏膜屏障功能的調控，尤其是膠質源性神經營養因子(glial cell-derived neurotrophic factor, GDNF)、S-亞硝基谷胱甘肽(S-nitrosoglutathione， GSNO)被認為是上皮屏障功能的活躍參與者[7]，能夠促進腸道緊密連接蛋白的表達和定位，滋養腸上皮細胞，在腸道穩態中發揮重要作用。有研究[8]發現，GDNF通過抑制EGCs凋亡和減少促炎細胞因子的釋放在保護腸黏膜完整性方面發揮著核心作用，其水平降低會導致腸道屏障功能的形態學和功能異常。GSNO參與調控腸道屏障功能與促進緊密連接相關蛋白ZO-1和occludin的表達增加相關，能夠迅速修復腸黏膜屏障。另外，GSNO能夠通過抑制炎性通路和減少炎性因子的分泌和釋放，對腸道黏膜屏障起到保護作用[9-10]。

EGCs直接參與腸道穩態的調節，通過與腸黏膜上皮細胞之間的相互作用來維持腸道上皮屏障的完整性，其缺失、損傷會導致大鼠腸黏膜屏障完整性被破壞，使通透性增加，在IBS-D的發病中發揮著潛在的作用[8]。因此，EGCs被認為是腸道穩態的中央調節者，其功能的異?；蛉笔cIBS-D發病密切相關。隨著研究的不斷深入，發現EGCs破壞腸黏膜屏障與腸道炎癥反應密切相關。在腸道炎癥反應條件下，IL-1、IL-6和LPS等內在促炎因子刺激誘發EGCs的病理性激活，稱為反應性膠質細胞增生。EGCs在膠質反應中具有高度活躍性，在對有害刺激的反應中可能會發生可塑性改變，如膠質標志物GDNF水平降低會導致小鼠腸道屏障結構的形態和功能異常，類似于炎癥性腸疾病，降低腸上皮阻力，使通透性增加，加重IBS-D水液代謝紊亂的嚴重性；GFAP和S100β的表達顯著增加，伴隨誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide，iNOS)蛋白表達的增加，促進一氧化氮(nitric oxide，NO)的釋放，IL-6和IL-1β、TNF等促炎癥因子釋放，增加腸通透性影響腸黏膜穩態功能[11]。除此之外，這種病理性神經膠質反應還可激活炎癥信號通路形成炎癥級聯反應，導致腸道炎癥環境放大從而再次加重腸道屏障損傷。

《2020年中國腸易激綜合征專家共識意見》[12]指出，IBS-D存在腸道低度慢性炎癥和免疫激活，不僅導致腸道通透性增加，而且造成腸黏膜屏障功能障礙。該共識指出，IBS-D腸道炎癥因子異常激活EGCs導致其病理性增殖，這種反應性膠質細胞不再維持腸黏膜結構完整性的功能，而是通過釋放大量病理性介質和促炎癥因子對腸黏膜屏障產生有害作用，進一步加重了IBS-D患者腸黏膜穩態失調。

2 EGCs參與IBS-D腸黏膜穩態改變的作用機制

2.1 病理性EGCs與腸道通透性的改變有密切相關性IBS-D的發生與腸道通透性的改變具有密切的聯系，而腸道通透性的改變與腸黏膜穩態的破壞具有正相關性。一個穩定的黏膜屏障結構與功能中腸上皮細胞的連接復合體發揮著至關重要的作用。該連接復合體主要包括緊密連接(tight junction，TJ)、縫隙連接(gap junction，GJ)、黏附連接(adhesion junction，AJ)等，其中TJ是一種高度動態的結構，在維持細胞連接的持續性方面發揮了最大的影響，是引起IBS-D發病的潛在因素之一[13]。因此，腸道通透性的增加與腸上皮細胞緊密連接蛋白的異常表達密切相關。查閱國內外相關文獻發現，維持腸道上皮屏障的完整性是EGCs的重要特點，但同時過度激活的EGCs釋放相關病理性介質影響腸上皮緊密連接蛋白表達引起腸道通透性改變，在IBS-D的發病機制中起著重要作用[14]。相關研究[15-16]表明，EGCs釋放GDNF因子進入腸上皮細胞中，可誘導細胞內肌球蛋白輕鏈激酶(myosin light chain kinase, MLCK)鈣信號通路激活，繼而催化肌球蛋白ⅡMLC 的磷酸化并誘導肌球蛋白Ⅱ的收縮，并增加了對肌動球蛋白環的張力，拉拽 ZO-1蛋白并破壞相鄰腸上皮細胞之間的TJ，導致IBS-D患者腸道通透性改變和水液代謝失調。

越來越多的研究者認識到，腸神經系統和免疫細胞相互作用，能夠改變腸上皮細胞通透性，是功能性腸病發病的重要機制之一。在腸道低度炎癥反應中，EGCs被看作是腸道免疫系統中的重要神經反饋因子。在LPS和IFNg等促炎因子刺激條件下[17]，活化的EGCs分泌大量炎癥介質并觸發CD4+T細胞的異常激活，表達組織相容性復合體MHCⅡ從而使其具有抗原提呈能力，在免疫炎癥反應中扮演黏膜損傷的積極參與者。EGCs參與腸道免疫反應，通過腸神經元和自身分泌的相關神經性遞質等多種途徑作用于腸免疫細胞。EGCs被過度激活時，反應性EGCs能夠釋放各種免疫細胞因子表達增加，進一步招募巨噬細胞、中性粒細胞、肥大細胞等進入結腸黏膜，引起腸黏膜免疫炎癥反應[18]，進一步表明了EGCs在IBS-D腸道中介導免疫反應參與其發病。綜上所述，EGCs的過度反應能夠介導腸上皮免疫細胞激活，導致胃腸道炎癥反應，改變腸道屏障的通透性，進一步誘導IBS的發生與發展。

2.2 膠質反應性EGCs導致胃腸運動分泌功能紊亂IBS發病機制復雜，胃腸動力異常也是導致IBS-D發病的重要原因之一。EGCs的過度反應會導致胃腸道運動功能障礙，但目前有關異常活化的EGCs在IBS-D中引起患者胃腸動力異常的認識尚未完全清楚。研究[19-20]表明，在外界刺激下激活的EGCs調節鈣離子通道提高細胞內環境的鈣離子濃度，增加腸神經元的敏感性，并且通過釋放ATP作用于周圍的腸神經元和肌細胞，在胃腸道動力調節中占有重要因素。同時有研究[21]認為，活化的EGCs作用于腸嗜鉻細胞,能夠間接調節胃腸動力相關細胞因子的釋放和表達，進一步導致IBS-D運動功能障礙，另外，EGCs通過表達相關炎性因子和激活炎癥信號通路也是影響IBS-D胃腸動力減弱的原因之一[22]。在腸道微環境下，TLR4在EGCs和神經元中充分表達，在腸道神經元的功能活動中具有重要的調節作用。而當TLR4表達減少或缺失，EGCs處于異常激活狀態并產生大量的NO因子釋放，改變腸上皮屏障結構引起水、離子轉運失調，導致胃腸道運動功能障礙[23-24]。也有研究表明[25]，炎癥條件下IL-1、IL-4和TNF-α等促炎細胞因子的釋放可以誘導EGCs異?；罨?，產生神經反應性膠質細胞增生并導致胃腸道功能障礙，加重IBS-D低度炎癥反應。

除此之外，腸神經系統是由大量神經元和EGCs組成的復雜神經元網絡，也是影響胃腸動力的重要因素。腸神經結構紊亂是功能性腸疾病發病的基礎，表現為神經遞質表達異常導致EGCs細胞中腸反射失常，影響腸道運動及分泌功能[26]。雖然目前胃腸動力情況在功能性腸疾病中作用機制尚不完全明確，但膠質反應性EGCs通過活化離子通道、神經遞質表達異常等導致胃腸運動功能障礙，參與IBS-D的發生發展。

2.3 EGCs病理性活化誘導內臟高敏感性反應腹痛是IBS-D患者重要的臨床表現，其發生程度及頻率嚴重影響患者生活質量，而腸道高敏感性是導致IBS-D患者腹痛的重要原因之一。雖然IBS-D患者內臟超敏反應的潛在機制尚未完全闡明，但近年來有研究[27]發現，EGCs形態、數目和結構功能在內臟高敏感IBS-D動物模型中發生異常改變，說明EGCs異常表達與IBS-D發生發展有一定相關性。此研究[27]還發現，神經生長因子(nerve growth factor,NGF)表達與疼痛反應呈正相關，另外，在腹痛型IBS-D小鼠模型糞便中丁酸(腸道內由厭氧菌合成的一類短鏈脂肪酸)含量均增加，作用于腸道EGCs病理性激活，能夠誘導小鼠結腸黏膜NGF釋放增加，這說明NGF是引起IBS-D患者腹痛加重的重要因素，同時也促進IBS-D內臟高敏感性的發生。查閱國內研究發現，腦源性神經營養因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)過度表達參與諸多病理性疼痛的始終，并且與腹痛程度和頻率呈正相關[28]。此外，對IBS-D模型小鼠的研究證實，結腸黏膜BDNF結合其高親和力受體TrkB大量表達，共同參與內臟超敏反應的形成[29]。由此說明，過度激活的BDNF在IBS-D患者腹痛中發揮重要病理作用。為進一步證明此重要機制，一項研究發現,在IBS-D患者中活化的EGCs釋放過多BDNF于結腸上皮中，介導絲氨酸蛋白酶活性并激活蛋白酶活化受體-2(protease activated receptor-2,PAR-2)信號通路，增加IBS-D腸道通透性，促進內臟敏感性反應增強[27]。除此之外，IBS-D模型小鼠結腸反應性EGCs病理性激活表現為膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)表達增多以及興奮性神經遞質P物質釋放，增強腸神經傳導敏感性，并和BDNF協同加強對IBS-D模型小鼠內臟高敏感性的誘導。

因此，IBS-D患者腸道內高敏感性反應與EGCs異?；罨芮邢嚓P，通過影響相關生物學因子的釋放表達和蛋白信號通路激活，進一步作用于腸神經傳導的致敏性，在誘導IBS-D患者疼痛高敏化中發揮重要作用，給患者帶來極大的痛苦和困擾。

3 小結與展望

IBS-D被認為是一種心理、生理、病理相互作用形成的典型身心疾病，以腸道紊亂后反復發作性腹痛伴大便異常改變為特征，病情遷延日久，嚴重影響了患者生活質量。目前西醫主要采用對癥治療，但治療收效甚微，中醫藥可彌補西醫的不足，但發揮效應的機制值得探討?；诖耍覀冊谇捌趯嶒炛邪l現(暫未發表)，肝郁脾虛型IBS-D模型大鼠腸道通透性增加引起腸黏膜的異常免疫反應，使腸黏膜穩態被破壞，進一步增加了腸道黏膜的滲透性，形成一個惡性循環的過程。由此可見，腸道通透性及腸黏膜屏障功能的改變在IBS-D患者中尤為顯著，具有一定的研究價值。EGCs是組成腸神經系統的重要神經元，其功能復雜多維，根據其解剖位置的不同可有眾多亞型從而發揮不同的效應機制，在不同條件下對腸黏膜屏障起到雙向調節作用。EGCs在生理狀態下是“黏膜穩態保護者”，在病理狀態下則是“炎癥損傷參與者”，如何減少EGCs在病理損傷的情況下腸黏膜穩態失調的不良后果，維持其生理功能是EGCs在IBS-D中的今后研究工作的一個重要方向。

故本文以EGCs異常活化后的雙重效應機制對IBS-D的發病機理進行分析總結，為后期進一步研究腸黏膜上皮與EGCs的相互作用對腸黏膜穩態的調節作用提供理論基礎，以期進一步闡明IBS-D的發病機制及尋找中藥復方制劑的有效靶點與途徑。