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膀胱出口梗阻(Bladder outlet obstruction,BOO)从临床尿动力学的角度定义是指膀胱颈和/或尿道由于多种病因引起尿液流出道阻力升高导致的尿液排出困难,它包括了一大类疾病。而泌尿外科最为常见的BOO表现,其梗阻的发生部位绝大部分位于膀胱颈及近端尿道,例如男性良性前列腺增生症(Benign-prostatic hyperplasia,BPH)、女性膀胱颈梗阻等,因此,BOO通常是指膀胱颈和/或近端尿道的梗阻性疾病。 研究BOO的重要性在于,它是多种常见的下尿路疾病的共同的病理生理基础。BOO的主要危害在于膀胱功能损害,包括:逼尿肌收缩功能改变,膀胱顺应性异常和逼尿肌不稳定,以及由此产生一系列严重的并发症,而膀胱功能损害的实质是逼尿肌功能改变。目前泌尿外科临床面临的迫切需要解决的问题是,相当部分的BOO患者即使在完成原发病的治疗(即解除梗阻)以后,其膀胱功能仍然没有恢复,甚至功能损害持续进展,临床上至今仍没有有效的针对性的治疗措施。这一现状的主要原因,是BOO后膀胱逼尿肌功能障碍的致病机理及其与异常的逼尿肌结构之间的关系尚未阐明。 为此,我们从以下三个层次逐步深入地进行研究。第一,在改进我科原有的大鼠梗阻动物模型的基础上,重点探讨BOO后膀胱逼尿肌功能异常与结构改变之间的相互关系;第二,根据BOO对膀胱逼尿肌细胞的尿动力学致伤机理,通过对体外培养的逼尿肌细胞施加周期性张力负荷牵拉刺激作用,建立一种全新的细胞水平的BOO实验模型:第三,从逼尿肌细胞发生表型转化(逼尿肌重塑)的角度,阐明BOO后在单细胞水平直接测定的功能及其生物力学特性改变的结构基础,为探索针对逼尿肌细胞表型稳定的治疗方法提供实验依据。 主要结果和结论如下: 1.采用Wistar大鼠膀胱颈部、近端尿道不全结扎法,膀胱出现典型的梗阻后表现,使改进后的动物模型能够更为确切地模拟临床上最为常见的相关的BOO疾病。 2.梯度浓度氨基甲酰甲胆碱(carbach01)刺激逼尿肌条产生的收缩力测定:梗阻后逼尿肌的收缩性有两种改变:不稳定组(DI)逼尿肌收缩性受损,稳定组(DS)逼尿肌收缩性出现双相性改变,即早期呈代偿性升高,继而降低;充盈期膀胱压力测定:梗阻后膀胱顺应性与逼尿肌稳定性有关,即DI时顺应性低于正常,而逼尿肌稳<WP=9>定组顺应性升高。 3.以光镜、电镜(扫描、透射)、VG法胶原染色结合图像分析的方法,证明梗阻后的逼尿肌排列趋于松散,细胞间质胶原沉积且排列紊乱,逼尿肌细胞间隙增宽,单位面积的膀胱组织中胶原纤维(CF)和逼尿肌细胞(DSMC)的比例(CF/DSMC)明显失调。结果提示:逼尿肌细胞与间质成分的关系改变与BOO后收缩功能下降和膀胱顺应性异常有关。 4.以Westerrl blot检测BOO后1-4周逼尿肌层的TGF-β1的表达水平,结果显示,随梗阻时间进程出现明显的升高,与本实验部分对胶原纤维的测定结果一致,证明BOO后的TGF-β1的分泌增加促进了逼尿肌肌层产生胶原纤维,后者大量沉积于逼尿肌细胞之间,从而影响膀胱逼尿肌细胞有效的协同收缩;同时,提示TGF-β1与梗阻后产生的膀胱肌层纤维化进程密切相关。 5.通过免疫细胞化学染色法证实,发生梗阻后1-4周内膀胱逼尿肌层PCNA蛋白的表达总体上呈现升高趋势,并且在第2周时PCNA阳性指数达到峰值,而相应灰度值最低,说明梗阻后PCNA的表达具有时效性;BOO对逼尿肌张力牵拉这种外界刺激作用主要通过核内细胞增殖相关基因的表达,最终影响逼尿肌细胞的增殖与分化,而PCNA在慢性梗阻后逼尿肌增殖状态的调节中发挥重要作用,提示逼尿肌的异常增殖可能是其功能改变的结构基础。 6.采用胶原酶消化法对Wistar大鼠膀胱逼尿肌细胞成功进行了原代及传代培养,细胞培养3.5天后,已贴壁的逼尿肌细胞生长,呈放射状伸展,7-9天时,细胞形成较致密细胞层,可覆盖培养瓶底部的80%。实验证明,取材后的初期处理、精确掌握逼尿肌细胞的贴壁时间与合适的O.2%胶原酶浓度,是有利于成功进行大鼠原代逼尿肌细胞培养的关键。较之组织块培养法,胶原酶消化法具有细胞纯度与培养成功率高的优点。 7.首先在特殊的.BioFlex(r)培养皿上成功培养Wistar大鼠膀胱逼尿肌细胞,通过对其施加周期性张力负荷作用,建立起一种排除了膀胱神经、体液等因素的干扰,能反映单个逼尿肌细胞自身功能改变的全新的BOO实验模型,提供了在细胞水平对BOO作深入研究的有效平台。 8.采用了倒置显微镜下培养细胞动态图像采集测定及分析系统,直接地考察单个逼尿肌细胞的动态收缩过程。周期性张力牵拉作用后,参数收缩末期细胞面积最大缩小率(⊿Smax)及细胞长度最大缩短率(⊿Lmax)的测定结果证实,张力负荷条件下单个逼尿肌细胞的收缩力及收缩速度随细胞张力负荷程度增加而下降。 9.在激光共聚焦扫描显微镜下,经fluo-3/AM负载后测定了张力负荷对逼尿肌细胞钙离子转运的影响。结果显示:在含生理浓度Ca2+的细胞外Hanks液的条件下,