大鼠小肠粘膜上皮细胞的生理功能

背景^[1-3]

大鼠小肠黏膜上皮细胞分离自小肠组织；小肠位于腹中，上端接幽门与胃相通，下端通过阑门与大肠相连，是食物消化吸收的主要场所。小肠盘曲于腹腔内，上连胃幽门，下接盲肠，分为十二指肠、空肠和回肠三部分。

生理功能^[4-6]

小肠内消化是至关重要的，因为食物经过小肠内胰液、胆汁和小肠液的化学性消化及小肠运动的机械性消化后，基本上完成了消化过程，同时营养物质被小肠粘膜吸收了。小肠管壁由粘膜、粘膜下层、肌层和浆膜构成。其结构特点是管壁有环形皱襞，粘膜有许多绒毛，绒毛根部的上皮下陷至固有层，形成管状的肠腺，其开口位于绒毛根部之间。绒毛和肠腺与小肠的消化和吸收功能关系密切；构成肠腺的细胞有柱状细胞、杯状细胞、潘氏细胞和未分化细胞。柱状细胞和内分泌细胞与绒毛上皮相似，接近绒毛的柱状细胞与吸收细胞相似，绒毛深部的柱状细胞微绒毛少而短，不形成纹状缘。小肠有三种功能即消化、吸收和分泌及运动功能，其中以吸收和分泌功能为主。平滑肌细胞的收缩是负责肠蠕动的动力，促使食物向下运动。肠黏膜上皮细胞是机体内外环境的重要屏障，持续暴露于大量抗原中，也是机体面对病原微生物的道防线。因此，肠黏膜上皮细胞除有吸收、分泌和转运等重要生理功能之外，在黏膜先天性和获得性免疫防御机制中也起着重要作用。

肠黏膜上皮细胞作为首先接触抗原的细胞，在黏膜免疫反应的起始阶段发挥关键作用，它决定黏膜免疫反应的发生、性质和强度。大鼠小肠黏膜上皮细胞采用先机械分离法、后胶原酶消化法并通过上皮细胞专用培养基培养筛选制备而来，细胞总量约为5×10^5cells/瓶；细胞经Cytokeratin-18/PCK免疫荧光鉴定，纯度可达90%以上，且不含有HIV-1、HBV、HCV、支原体、细菌、酵母和真菌等。

应用^[7][8]

用于生长抑素对肠上皮细胞屏障功能的保护作用及机制研究。

肠粘膜上皮屏障功能受多种细胞因子及细菌内毒素的调控,并且与多种疾病的发生发展相关,如炎症性肠病、急性重症胰腺炎、中暑、脓毒血症等。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁主要成分,即细菌内毒素,是细菌主要致病因素。正常情况下,肠腔内细菌及内毒素不能通过肠粘膜屏障进入机体,当肠粘膜屏障损伤时,肠道内致病菌及其毒素可进入机体,造成内毒素血症,从而激活机体免役反应,促进炎症因子的释放,导致局部或系统性炎症反应；而炎症反应的发生又可进一步损害肠道粘膜屏障功能。另外,内毒素直接接触肠粘膜上皮细胞时,可通过阻断紧密连接蛋白的磷酸化和去磷酸化过程,直接或间接造成紧密连接的破坏,导致肠粘膜屏障功能损伤和肠粘膜上皮的通透性增加。多个体内和体外实验证实,LPS可破坏肠上皮屏障功能、下调上皮细胞紧密连接蛋白的表达等。

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路主要包括p38、ERK、JNK三条,调节着细胞的生长、分化、增殖、凋亡以及炎症反应等多种重要的病理生理过程。近年来有研究发现p38-MAPK通路在调控肠粘膜屏障功能上有一定作用,参与了多种病理生理状态下肠粘膜屏障功能的破坏。而研究表明ERK-MAPK通路与上皮细胞紧密连接以及上皮细胞通透性之间存在相关性,但这种相关性尚存在争议。

一部分研究表明激活ERK/MAPK通路可以保护肠上皮细胞完整性以及屏障功能,另外有研究表明ERK/MAPK通路的激活在某些病理情况下参与了肠粘膜屏障功能障碍的发生及发展。而ERK/MAPK在LPS诱导的肠粘膜屏障功能障碍中所起作用的研究较少。以Caco-2细胞为肠上皮屏障功能研究的体外模型,研究LPS对肠上皮紧密连接蛋白的影响；以IEC-6细胞为正常细胞模型,研究LPS对其增殖的影响。

参考文献

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[2]Structure and mechanism of cadherins and catenins in cell-cell contacts.Pokutta Sabine,Weis William I.Annual review of cell and developmental biology.2007

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[5]The role of probiotic cultures in the control of gastrointestinal health.Rolfe R D.The Journal of nutrition.2000

[6]Morphology and electrophysiology of guinea pig gastric mucosal repair in vitro.Rutten M J,Ito S.American Journal of Physiology.1983

[7]Rapid barrier restitution in an in vitro model of intestinal epithelial injury.Moore R,Carlson S,Madara J L.Laboratory investigation;a journal of technical methods and pathology.1989

[8]雷姗. 生长抑素对肠上皮细胞屏障功能的保护作用及机制研究[D].南方医科大学,2014.