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幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)是一种有鞭毛、微需氧的革兰阴性菌,主要生存于人体胃黏膜黏液层,可引起从慢性胃炎、肠上皮化生、不典型增生至胃癌的一系列病变。H.pylori具有多种与感染致病有关的毒力因子。其中,CagA蛋白为H.pylori主要毒力因子,可以通过细菌Ⅳ型分泌系统(TypeⅣ secretory system,T4SS)转位至宿主细胞胞质中,影响肿瘤相关信号通路转导,促进肿瘤发生。蛋白精氨酸甲基转移酶 5(Protein arginine methyltransferase 5,PRMT5)属于Ⅱ型蛋白质精氨酸家族,是一种通过组蛋白对称二甲基化修饰靶基因发挥作用的表观遗传抑制因子。近期研究表明,PRMT5在多种肿瘤细胞中的表达上调,并可促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。目前,H.pylori菌体及CagA蛋白对胃上皮细胞PRMT5表达的影响尚不清楚,同时,PRMT5对H.pylori感染的胃上皮细胞生物学行为的影响亦待研究。探讨该问题对揭示H.pylori感染致病机制、提高相关疾病的诊疗技术具有重要意义。目的通过H.pylori MEL-Hp27菌株(Hp27 cagA+)和MEL-Hp27 cagA基因敲除菌株(Hp27 cagA-)与胃上皮细胞共培养实验、重组质粒pcDNA-cagA转染细胞实验、细胞转染敲减实验、H.pylori感染C57BL/6J小鼠实验,探讨H.pylori菌体及CagA蛋白对胃上皮细胞PRMT5表达的影响,鉴定PRMT5对H.pylori感染的胃上皮细胞生物学行为的影响,阐明PRMT5在H.pylori感染相关胃黏膜病变中的作用及机制,为进一步揭示H.pylori感染致病机制建立基础。方法1.H.pylori与细胞共培养实验:①分别用Hp27 cagA+及Hp27 cagA-菌株与胃上皮细胞GES-1及胃癌细胞SGC-7901共培养,感染复数(Multiplicity of infection,MOI)为 200:1、100:1、50:1,在培养 24 h 时,检测细胞 PRMT5 mRNA表达水平;②分别用Hp27 cagA+及Hp27 cagA-菌株与GES-1及SGC-7901细胞共培养(MOI=200:1),在培养6h、12h、24h时,检测细胞PRMT5 mRNA表达水平。2.H.pylori cagA基因转染细胞实验:实验组以H.pylori cagA基因真核表达载体pcDNA-cagA分别转染GES-1细胞和SGC-7901细胞,对照组以空载体质粒pcDNA3.1(+)转染细胞,在转染后48 h提取细胞RNA,检测细胞PRMT5 mRNA表达。3.细胞转染敲减实验:通过siRNA预转染敲减GES-1细胞和SGC-7901细胞PRMT5表达水平;将H.pylori分别与GES-1细胞、SGC-7901细胞共培养,同时设置未敲减PRMT5的H.pylori感染组与感染阴性对照组,检测各组细胞生物学行为差异,包括采用CCK-8实验检测细胞增殖能力,用流式细胞术检测细胞凋亡率,用qPCR法检测凋亡和侵袭指标及炎性细胞因子水平。4.动物实验:将60只C57BL/6J小鼠随机分为3组,分别用Hp27cagA+菌株、Hp27 cagA-菌株及保种液进行灌胃处理,并于末次灌胃后4、8、12、16周处死小鼠,检测小鼠胃上皮细胞PRMT5表达水平;通过胃组织切片和HE染色观察胃组织病变;并用免疫组化法检测分析胃组织PRMT5表达水平及亚细胞定位。结果1.胃上皮细胞中PRMT5在H.pylori不同感染条件下的表达分析:1.1.H.pylori以不同MOI与GES-1细胞共培养24 h,当MOI为50:1时,相较于H.pylori阴性对照组,cagA+组PRMT5 mRNA表达水平上调(P<0.05),cagA-组PRMT5 mRNA表达水平无显著变化(P=0.548);当MOI为100:1和200:1时,相较于对照组,cagA+组和cagA-组PRMT5 mRNA表达水平均上调(P<0.001);cagA+组PRMT5 mRNA表达水平高于cagA-组(P<0.01)。1.2.H.pylori以不同MOI与SGC-7901细胞共培养24h,当MOI为50:1时,与H.pylori阴性对照组相比,cagA+组PRMT5 mRNA表达水平无显著变化(P=0.073),cagA-组 PRMT5 mRNA 表达水平下调(P<0.001)。当 MOI 为 100:1、200:1时,与对照组相比,cagA+组和cagA-组PRMT5 mRNA表达水平均上调(P<0.001);相比cagA-组,cagA+组PRMT5 mRNA表达水平上调更为显著(P<0.05)。1.3.当MOI为200:1时,H.pylori与GES-1细胞培养12h和24h时,相较于H.pylori阴性对照组,cagA+组和cagA-组PRMT5 mRNA表达水平均上调(P<0.01);cagA+组PRMT5 mRNA表达水平上调幅度比cagA-组更大(P<0.01)。1.4.H.pylori与SGC-7901细胞(MOI=200:1)共培养6 h,与H.pylori阴性对照组相比,cagA+组细胞PRMT5 mRNA表达水平上调(P<0.01);与SGC-7901 细胞共培养 12 h 和 24 h 时,cagA+和 cagA-组细胞 PRMT5 mRNA 表达水平均上调(P<0.001);cagA+组细胞PRMT5 mRNA表达水平高于cagA-组(P<0.05)。2.H.pylori cagA基因对胃上皮细胞PRMT5表达的影响:分别采用pcDNA-cagA及pcDNA3.1(+)质粒转染GES-1及SGC-7901细胞,转染后48h,用qPCR法检测到pcDNA-cagA转染组细胞内cagA基因表达,证明pcDNA-cagA转染细胞成功;同时,在转染后48h,相较于pcDNA3.1(+)质粒转染组,pcDNA-cagA转染组PRMT5 mRNA表达水平显著升高(P<0.01)。3.PRMT5对H.pylori感染的胃上皮细胞生物学行为的影响:用H.pylori分别与GES-1及SGC-7901细胞共培养,并检测细胞生物学行为,结果显示,与H.pylori共培养的GES-1细胞和SGC-7901细胞的增殖、迁移、侵袭能力均增强,细胞凋亡率降低,炎性细胞因子表达水平显著升高;采用siRNA预先敲减细胞内PRMT5表达,细胞上述生物学行为变化均较未转染时减弱。4.H.pylori慢性感染对小鼠胃上皮细胞PRMT5表达的影响:在末次干预后4周、8周、12周、16周,相较于对照组,cagA+组和cagA-组小鼠胃上皮细胞PRMT5 mRNA的表达水平均升高(P<0.01);同时,在末次干预后8周、12周、16周,cagA+组胃上皮细胞PRMT5 mRNA的表达水平高于cagA-组(P<0.01)。免疫组化检测结果显示,在小鼠胃上皮组织中,PRMT5蛋白主要定位于细胞膜及细胞质;相比H.pylori阴性对照组,cagA+组与cagA-组小鼠胃上皮细胞中PRMT5的表达均有升高(P<0.001),且cagA+组小鼠胃上皮细胞PRMT5蛋白表达高于cagA-组(P<0.01)。结论1.H.pylori cagA基因阳性菌株(Hp27cagA+)和cagA基因敲除菌株(Hp27 cagA-)感染均可促进胃黏膜上皮细胞PRMT5表达,且cagA+菌株对细胞PRMT5表达的上调幅度更大。2.H.pylori感染可促进胃上皮细胞的增殖、迁移和侵袭,并抑制细胞凋亡;PRMT5参与了H.pylori感染影响胃上皮细胞生物学行为的过程。3.应用H.pylori感染动物模型证明在小鼠胃上皮组织中,PRMT5蛋白主要定位于细胞膜及细胞质;H.pylori慢性感染促进胃上皮细胞PRMT5表达。4.研究提示H.pylori感染及其CagA蛋白可能通过调节PRMT5表达参与相关胃组织病变机制。