The comparison of Pacemaker Activity from Interstitial Cells of Cajal among Stomach, Small intestine and Colon

Abstract

서론 : 카할 사이질 세포는 자발적인 향도잡이 활동도를 생산하며 이는 위장관 평활근 세포로부터 생산되는 서파에 영향을 주어 수축을 조절하는 기능을 가지고 있다. 기존 많은 보고에서 서파는 위, 소장 그리고 대장에서 서로 다른 양상이 관찰된다. 하지만 이에 대한 정확한 연구를 밝혀지지 않아 본 연구를 통해 확인해 보았다. 연구방법 : 연구 결과 도출하기 위해 본 연구자는 마우스의 위, 소장 그리고 대장에서 카할 사이질 세포를 배양하였고 배양된 세포를 이용하여 whole cell patch clamp 방법을 실시하였다. 결과 : ANO1 이온통로 억제제와 T-type 칼슘 이온통로 억제제는 위와 대장의 카할 사이질 세포의 향도잡이 활동도를 억제하였지만 소장에는 큰 역할을 보여주지 못하였다. 더불어 HCN 이온통로 억제제와 ATP 민감성 K+ 이온통로 억제제는 대장 카할 사이질 세포의 향도잡이 활동도에만 유의성 있게 효과를 나타내었다. 또한 세포막 투과가 가능한 cAMP와 cGMP을 투여하였을 때 역시 대장 카할 사이질 세포에서만 향도잡이 활동도에 영향을 나타내었다. cAMP와 cGMP 관련 억제제 역시 대장 카할 사이질 세포의 향도잡이 활동도에 효과를 나타내었다. 더불어 신경전달물질은 위장관 운동성에 매우 중요한 역할을 하기에 본 연구에서 위, 소장 그리고 대장 카할 사이질 세포의 향도잡이 활동도에 대한 효과를 확인해 보았다. 흥분성 신경전달물질은 모든 부위의 향도잡이 활동도에 비슷한 양상의 효과를 확인할 수 있었다. 결론 : 카할 사이질 세포에서 발생되는 향도잡이 활동도에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려진 ANO1과 T-type 칼슘이온 이온통로는 위 그리고 대장의 카할 사이질 세포에서만 기능적 역할을 담당하는 것으로 확인되었다. 또한 HCN 그리고 ATP 민감성 K+ 이온통로는 대장 카할 사이질 세포에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 더불어 대장 카할 사이질 세포에만 cAMP가 기능적 역할을 가지는 것으로 확인되었고 cGMP는 모든 부위에 그 효과를 관찰할 수 있었다. 위장관 운동성에 중요한 역할을 담당하는 신경전달물질은 모든 부위에서 비슷한 효과가 관찰되었다. |Background: ICCs are known to produce spontaneous pacemaker activity which is thought to have an effect on GI motility produced by the contraction of smooth muscles in GI tract. In many previous reports, motility has been observed to be different in the stomach, small intestine, and colon. However, this has not been clearly studied, so this study aimed to investigate it. Method: In order to draw results from this research, we cultured ICCs from stomach, small intestine, and colon of ICR mice and performed whole cell patch clamp to to record the membrane potential and compare the difference between them. Results: ANO1 or T-type Ca2+ channel inhibitor suppressed the spontaneous pacemaker activity of ICCs in the stomach and colon, but did not have a significant effect in the small intestine. In addition, HCN or ATP-sensitive K+ channel inhibitor only significantly affected the spontaneous pacemaker activity of ICCs in the colon. Also, when the cell-permeable cAMP and cGMP were applied, they only affected the spontaneous pacemaker activity of ICCs in the colon. The inhibitors that are related to cAMP and cGMP also affected the spontaneous pacemaker activity of ICCs in the colon. Furthermore, neurotransmitters play a very important role in GI motility, so this study investigated the effect of spontaneous pacemaker activity of ICCs in the stomach, small intestine and colon. The effect of excitatory neurotransmitters was similar in all parts. Conclusion: ANO1 and T-type Ca2+ channels, which are known to play an important role in the spontaneous pacemaker activity of ICCs, were found to only function in the stomach and colon. In addition, HCN and ATP-sensitive K+ channels were found to only affect ICCs in the colon. Furthermore, cAMP was found to only function in the colon, while the effect of cGMP could be observed in all parts. Neurotransmitters, which play an important role in GI motility, had similar effects in all parts.