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内质网分子伴侣家族成员在幽门螺杆菌感染胃粘膜中的表达及意义

王孟春  
【摘要】: 幽门螺杆菌(helicobacter pylori,Hp)是上消化道疾病的主要致病菌,在人群中的感染率较高,目前已知其与慢性胃炎、消化性溃疡、胃癌、胃粘膜相关淋巴组织淋巴瘤关系密切。为探讨Hp的致病机理及Hp感染后机体的病理生理变化,许多学者对有关的热休克蛋白(heat shock protein,HSP)做了大量研究,发现Hp本身含有HSP,可能作为致病因子在Hp感染时发挥作用;而且Hp感染尚可刺激胃粘膜细胞产生不同的HSP,在Hp相关性胃疾病中发挥细胞保护作用。 生物细胞在受热和其他损害因素如缺血、缺氧、重金属离子、病毒感染、DNA损伤等作用下发生热休克反应,应激启动一类新的蛋白质合成基因—热休克蛋白基因,合成热休克蛋白。HSP是一类高度保守的蛋白质,其主要功能是在应激状态下保护细胞生命活动所必需的蛋白以维持细胞生存。热休克蛋白通常与具有不同功能的多种蛋白质在细胞中形成复合体并通过复合体的形成或者解离而参与有关蛋白的折叠、细胞内运输以及蛋白质降解等过程,以调节靶蛋白的活性和功能,但又不参与靶蛋白的组成,因此又被认为是一种分子伴侣(molecular chaperon)。 Grp94(glucose regulation protein)、Grp78、PDI(protein disulfide isomerase,蛋白质二硫键异构酶)是内质网分子伴侣家族重要成员。在新生肽链合成的早期阶段,Grp94与新生肽链形成稳定的复合物协助其折叠和装配,它也能与尚未装配或错误折叠的蛋白质形成复合物,同时在肿瘤细胞中具有抗原提呈作用。Grp78又称Bip(immunoglobulin binding protein,免疫球蛋白结合蛋白),存在于各类哺乳动物细胞的内质网腔中,在应激状况下,能与蛋白质结合,维系新合成的蛋白分子的恰当构型,防止在正确的多聚体形成前,蛋白亚单位不恰当的折叠和聚集;陪伴蛋白分子在细胞内转运、跨膜,参与蛋白质的折叠、伸展及多聚复合体的组装;可把异常蛋白质运输到内质网降解系统,使之降解,以免对细胞造成进一步损害;能重新激活某些酶的作用,以维护细胞的功能和生存。PDI作为酶催化蛋白质分子中二硫键的形成,作为分子伴侣在蛋白质的翻译及翻译后进行的转运过程中起着重要作用。 目前还没有 HP感染与 Gp94、Grps*DI关系的有关研究报道,鉴此, 我们研究了幽门螺杆菌感染与未感染胃粘膜上皮细胞内质网超微结构的改 变,并检测了胃粘膜组织中 Grp94、Grp78、PDI mRNA水平及蛋白水平,探讨 它们在Hp感染中的作用。结果如下: 应用透射电镜观察了12例幽门螺杆菌感染胃粘膜标本,5例无幽门螺 杆菌感染胃粘膜标本。以快速尿素酶试验及Giemsa染色确立有无Hp感 染。胃镜检查时于胃窦部取材,2.5%戊二醛固定,经 1%饿酸后固定,梯度 乙醇和丙酮脱水,EPOns 12树脂包埋,切片后电子染色,透射电镜下观察。 无幽门螺杆菌感染胃粘膜上皮细胞微绒毛规整用列整齐,线粒体及内质网 形态完整。而幽门螺杆菌感染胃粘膜上皮微绒毛大量脱落有列紊乱,细胞 内出现空泡变性,线粒体破裂,内质网扩张、肿胀明显,有的破裂、核糖体脱 落。提示,幽门螺杆菌感染可破坏胃粘膜上皮细胞,而在胞浆中占重要地位 的内质网的改变也很明显,这可能影响内质网合成蛋白及分子伴侣。 为进一步了解一些内质网分子伴侣在幽门螺杆菌感染中的作用,应用 半定量RT-PCR方法分别检测了感染与未感染幽门螺杆菌的胃粘膜组织 中 Gp94、Grps*DI mRNA的表达情况。胃镜下于胃窦部取材2块,TRIzol 提取总RNA,经反转录合成cDNA,以p-actin为内参进行PCR反应,*5% 琼脂糖电泳后观察条带,并拍照、计算条带密度值。未感染组28例,Gp4。 Gnds、PDI mRNA表达量分别为 0.4237。0.0552、0.8038。0·05*·5704。 0.0794;感染组 32例,Gp4、Grps、PDI mRNA表达量分别为 0.8823。0. 0817、二.1586土0.0839、互.0642 SO.1533。两组相比 Grp94、Grps、PDI mR- NA的表达量均有显著差异h<0.of人感染组 Gp4人rp78*DI mRNA表 达明显增加。提示,正常情况下胃粘膜组织即有Gp4、Grps、PDI mRNA 的表达,在幽门螺杆菌感染后它们的表达量明显增加。 应用lstem blot方法分别检测了感染与未感染组胃粘膜组织中 Gp94、Grps*DI蛋白的表达情况。胃镜下胃窦部取材 2块,提取蛋白后 定量,SDS-PAGE电泳,转膜、杂交ECL反应,拍片,扫描并计算条带密度 值。未感染组28例,Gp4、Gnds*DI蛋白表达量分别为 0.4271 LO. 0361、0.4345 to.0545、0.5198】0.0379;感染组32例,Gp94、Grps、PDI蛋 白表达量分别为0.67 12 d 0.0719*.6204 t 0.0412、0*252 to.0321。两组 相比 Gd4、Gp78、PDI蛋白表达量均有显著差异(p<0.ofL感染组 ·2· Gp4、Grps*DI蛋白表达量明显增加。提示,正常情况下胃粘膜组织可 以合成 Gp4、Grps、PDI蛋白,幽门螺杆菌感染可使胃粘膜增加合成 Gu、Grps*DI蛋白,这可能有利于胃粘膜的自身保护作用。 我们的实验结果显示,幽门螺杆菌感染可破坏胃粘膜上皮细胞,而在胞 浆中占重要地位的内质网发生


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