幽门螺杆菌(H.pylori)感染导致细胞凋亡异常与胃癌发生密切相关,H.pylrori主要致病因子空泡细胞毒素(VacA)靶向线粒体,导致线粒体依赖的细胞凋亡,但其转运至线粒体的分子机制尚不明确。研究显示,肌动蛋白(actin)与病原体的胞内运动密切相关,皮动蛋白(cortactin)既是actin动态组装的重要分子,又在细胞运动的信号转导中起着枢纽作用,actin对于VacA在内噬体之间的转运及亚细胞定位至关重要。因此本项目提出"VacA以actin依赖的方式通过初级内噬体转运至线粒体发挥致凋亡的作用,该通路与cortactin的调控密切相关"这一设想,拟通过观察VacA在细胞内的迁移和亚细胞定位,明确VacA转运至线粒体的通路,然后证实actin在这一通路中的作用,最后明确cortactin对该通路的调控及分子机制。希望为VacA致线粒体-凋亡的机理提供新的科学依据。
Helicobacter pylori;vacuolating cytotoxin;cortactin;actin;apoptosi
幽门螺杆菌(H.pylori)感染导致细胞凋亡异常与胃癌发生密切相关,H.pylori主要致病因子空泡细胞毒素(VacA)靶向线粒体,导致线粒体依赖的细胞凋亡,但其转运至线粒体的分子机制尚不明确。研究显示,肌动蛋白(actin)与病原体的胞内运动密切相关,皮动蛋白(cortactin)既是actin动态组装的重要分子,又在细胞运动的信号转导中起着枢纽作用。我们设想“VacA以actin依赖的方式转运至线粒体发挥致凋亡的作用,该通路与cortactin的调控密切相关”。 首先,我们采用硫酸铵沉淀法、构建pQE30- vacA载体等方法获得获得天然VacA蛋白、重组VacA蛋白以及粗纯蛋白,通过观察其生物学效应,发现三种蛋白均有致空泡效应,但只有天然的VacA蛋白具备致凋亡效应。第二,通过免疫荧光观察到VacA在细胞内的迁移和亚细胞定位,发现VacA从内噬体转移至线粒体。第三,构建cortactin慢病毒载体并筛选稳转AGS细胞株,采用qRT-PCR检测Cortactin在AGS细胞中的表达。随后通过流式细胞检测发现AGS/cortactin 细胞凋亡明显增加,AGS/cortactin shRNA细胞凋亡率无明显改变,cortactin 表达增加使细胞对VacA诱发的凋亡更敏感。Bax能增加AGS/cortactin 细胞凋亡率,而cortactin shRNA干扰了Bax的应答,cortactin 的缺失引起Bcl-2表达增加。提示cortactin 通过调节Bax 和Bcl-2 水平影响VacA 的功能。第四,探讨H.pylori 感染相关胃炎程度与胃粘膜细胞凋亡基因表达的相关性。qRT-PCR结果显示H.pylori感染胃黏膜中Bax的表达显著高于H.pylori未感染胃黏膜。在重度胃窦胃炎中,H.pylori感染胃黏膜中Bcl-2的表达显著低于H.pylori未感染胃粘膜。Bak的表达无明显改变。 Person相关分析表明Bax的表达与胃炎严重程度成正相关,而Bak和Bcl-2的表达与胃炎严重程度无明显相关。综上所述,VacA以actin依赖的方式从内噬体转运至线粒体,引起线粒体依赖的凋亡;cortacin通过调节Bax 和Bcl-2 水平影响VacA 的功能。