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为探究幽门螺杆菌(H. pylori)SlyD 调控尾型同源盒蛋白 2(CDX2)表达的机制,中国医科大学研究人员开展相关研究。结果显示,H. pylori SlyD 经 hnRNPK 增强 TPT1 稳定性,激活 OCT1 介导的 CDX2 转录,启动胃上皮化生(GIM),双氢青蒿素(DHA)可抑制 GIM。该研究为防治胃癌前病变提供新视角。
在胃肠道的健康领域,胃黏膜就像一道坚固的 “城墙”,守护着我们的身体。然而,有一种名为幽门螺杆菌(H. pylori)的微生物,却常常悄悄 “攻城略地”,引发各种胃部疾病。胃上皮化生(GIM)作为一种重要的癌前病变,与肠道型胃癌(IGC)的发生紧密相关,感染幽门螺杆菌会让患胃癌的风险大幅提升。此前研究虽发现 SlyD 是幽门螺杆菌的毒力因子,能通过 TPT1 诱导 GIM,但具体机制却如同迷雾,有待揭开。为了深入了解这一复杂的机制,找到对抗幽门螺杆菌相关胃部疾病的新方法,中国医科大学的研究人员勇挑重担,开展了这项意义重大的研究。
研究人员通过一系列严谨的实验,最终得出了关键结论:幽门螺杆菌 SlyD 能够通过 hnRNPK 增强 TPT1 的稳定性,进而促进 OCT1 介导的 CDX2 转录激活,最终启动胃上皮化生过程。并且,双氢青蒿素(DHA)可以靶向 TPT1,抑制幽门螺杆菌 SlyD 诱导的 GIM 标志物表达。这一成果发表在《BMC Medicine》上,为幽门螺杆菌相关胃癌前疾病的发病机制提供了全新的视角,也为早期预防和逆转幽门螺杆菌诱导的 GIM 带来了新的希望。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是细胞实验,利用不同的幽门螺杆菌菌株(如 H. pylori 26695、ΔSlyD)和纯化的 HpSlyD 蛋白刺激胃上皮细胞(AGS 和 GES-1)。然后通过 RNA 测序(RNA-seq)分析差异表达基因,用实时定量 PCR(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)检测基因和蛋白表达水平。此外,还采用了免疫共沉淀(Co-IP)探究分子间相互作用,进行了分子对接预测 TPT1 抑制剂,通过免疫组化(IHC)染色验证人体和蒙古沙鼠胃组织中相关蛋白的表达 。
研究结果主要如下:
- H. pylori SlyD 诱导 GIM 标志物表达:用 H. pylori 26695 和 ΔSlyD 刺激胃上皮细胞,发现 H. pylori SlyD 虽不影响 TPT1 mRNA 水平,但能显著提高 TPT1 蛋白水平,同时增加 GIM 标志物(CDX2、Villin 和 MUC2)的表达,表明其通过转录后机制影响胃上皮细胞的化生转化。
- H. pylori SlyD 通过 hnRNPK 上调 TPT1 蛋白表达:对感染不同菌株的 AGS 细胞进行 RNA-seq 分析,结合质谱数据确定 hnRNPK 是潜在的关键调节因子。敲低 hnRNPK 后,TPT1 蛋白水平下降,GIM 标志物表达也降低,说明 H. pylori SlyD 通过上调 hnRNPK 增强 TPT1 蛋白水平,促进 GIM 进展。
- H. pylori SlyD 增强 TPT1 蛋白稳定性:Co-IP 实验证实 hnRNPK 与 TPT1 直接相互作用,且 H. pylori SlyD 能促进这种相互作用。敲低 hnRNPK 后,TPT1 蛋白半衰期缩短,表明 H. pylori SlyD 通过促进 hnRNPK 与 TPT1 的相互作用,增加 TPT1 蛋白在胃上皮细胞中的稳定性。
- TPT1 通过激活 OCT1 促进 GIM 标志物表达:通过生物信息学分析预测并验证 OCT1 与 TPT1、CDX2 的相关性。过表达 TPT1 可增加 OCT1 水平和 GIM 标志物表达,过表达 OCT1 能挽救 TPT1 敲低导致的 GIM 标志物表达降低,证明 TPT1 通过 OCT1 促进 GIM 标志物表达,H. pylori SlyD 在该通路中起关键调节作用。
- OCT1 直接调节 CDX2 转录:利用 JASPAR 数据库预测 OCT1 在 CDX2 启动子区域的结合位点,双荧光素酶报告基因实验和染色质免疫沉淀(ChIP)-qPCR 证实 OCT1 能结合 CDX2 启动子并上调其转录活性,促进 CDX2 表达,推动 GIM 发展。
- DHA 抑制 H. pylori SlyD 诱导的 GIM 标志物表达:分子对接分析发现 DHA 与 TPT1 结合能力最强。在胃上皮细胞中添加 DHA 并与 HpSlyD 蛋白共刺激,结果显示 TPT1 水平和 GIM 标志物表达均受到抑制,表明 DHA 有望成为抑制幽门螺杆菌相关 GIM 标志物表达的潜在药物。
- H. pylori SlyD 与相关分子表达的关联:对人体和蒙古沙鼠胃组织进行 IHC 染色,发现 H. pylori SlyD 与 hnRNPK、TPT1、OCT1、CDX2 的表达相关,且这些分子在 GIM 组织中的表达高于正常组织,进一步证实它们在幽门螺杆菌感染导致 GIM 发展过程中的重要作用。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次详细阐述了幽门螺杆菌 SlyD 诱导胃上皮化生的分子机制,揭示了 hnRNPK、TPT1、OCT1 和 CDX2 之间的调控关系。同时,发现双氢青蒿素对幽门螺杆菌诱导的 GIM 具有潜在的抑制作用,为幽门螺杆菌相关胃癌前疾病的防治提供了新的理论依据和潜在的治疗靶点,对未来开发更有效的预防和治疗策略具有重要意义 。