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世界华人消化杂志. 2004-04-15; 12(4): 902-906
在线出版日期: 2004-04-15. doi: 10.11569/wcjd.v12.i4.902
幽门螺杆菌感染与慢性胃炎胃黏膜组织中COX-2、iNOS表达的相关性研究
陈白莉, 曾志荣, 胡品津, 唐保东, 何瑶, 陈为
陈白莉, 曾志荣, 胡品津, 唐保东, 何瑶, 陈为, 中山大学第一附属医院消化内科 广东省广州市 510080
陈白莉, 女, 1972-01-09 生, 广东省普宁市人, 汉族. 1994年中山医科大学本科毕业, 2001年中山医科大学硕士生毕业, 主治医生. 主要从事消化系统疾病的研究.
基金项目: 2000年中山医科大学校基金资助项目, No. 200031.
通讯作者: 何瑶, 510080, 广东省广州市, 中山大学第一附属医院消化内科. pjhumd@vip.163.com
电话: 020-87755766-8172
收稿日期: 2003-09-09
修回日期: 2003-10-01
接受日期: 2003-10-29
在线出版日期: 2004-04-15

目的: 探讨幽门螺杆菌(H. pylori )感染对慢性胃炎胃黏膜环氧化酶-2(COX-2)、一氧化氮合酶(iNOS)表达以及对胃上皮细胞增生与凋亡的影响, 阐明H. pylori 可能的致癌机制.

方法: 22例经胃镜及病理确诊为慢性浅表性胃炎患者, 采用快速尿素酶及改良Giemsa染色法检测H. pylori ; 采用半定量RT-PCR和免疫组化法检测胃黏膜中COX-1、COX-2和iNOS的表达; 以染色法原位检测胃上皮细胞的凋亡; 以免疫组化法检测胃上皮细胞的增生.

结果: 与正常对照组相比, H. pylori 相关性胃炎胃黏膜组织COX-2和iNOS表达明显增高, 增生、凋亡指数差异显著; H. pylori 感染导致的COX-2和iNOS表达程度与胃黏膜上皮细胞增生、凋亡呈正相关(r =0.716, 0.603, P<0.01; r =0.665, 0.572, P<0.01).

结论: H. pylori 感染导致胃黏膜COX-2和iNOS的高表达, 与胃上皮细胞的增生与凋亡失衡有关, 从而参与致癌.

关键词: N/A

引文著录: 陈白莉, 曾志荣, 胡品津, 唐保东, 何瑶, 陈为. 幽门螺杆菌感染与慢性胃炎胃黏膜组织中COX-2、iNOS表达的相关性研究. 世界华人消化杂志 2004; 12(4): 902-906
Association between Helicobacter pylori infection and expression of COX-2 and iNOS in chronic gastritis
Bai-Li Chen, Zhi-Rong Zeng, Pin-Jin Hu, Bao-Dong Tang, Yao He, Wei Chen
Bai-Li Chen, Zhi-Rong Zeng, Pin-Jin Hu, Bao-Dong Tang, Yao He, Wei Chen, Department of Gastroenterology, The First Affiliated Hospital of Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510080, Guangdong Province, China
Supported by: Sun Yat-Sen University Foundation 2000, No. 200031.
Correspondence to: Yao He, Department of Gastroenterology, The First Affiliated Hospital of Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510080,Guangdong Province, China. pjhumd@vip.163.com
Received: September 9, 2003
Revised: October 1, 2003
Accepted: October 29, 2003
Published online: April 15, 2004

AIM: To investigate the expression of COX-2 and iNOS in H. pylori associated chronic gastritis, and also to analyze the relationship between apoptosis and proliferation and COX-2, iNOS expression in gastric epithelia cells.

METHODS: A total of 22 patients were diagnosed as having chronic superficial gastritis by endoscopy and pathology. H. pylori infection was detected by fast urease and Giemsa stain. The expression of COX-1, COX-2, and iNOS was detected by RT-PCR and immunohistochemistry. Apoptosis and proliferation of gastric epithelial cells were quantitated by apoptosis index (AI) and PCNA labelling index (PCNA-LI).

RESULTS: There was a significant increase in both COX-2 and iNOS expression in H. pylori positive gastritis compared with normal mucosa. Epithelial cell proliferation index and apoptosis index in H. pylori gastritis were greater than that in normal mucosa; Expression of COX-2 and iNOS induced by H. pylori had positive correlation with apoptosis and proliferation in gastric epithelial cells (r = 0.716,0.603, P < 0.01; r = 0.665, 0.572, P < 0.01).

CONCLUSION: H. pylori infection leads to gastric mucosal overexpression of COX-2 and iNOS, which is involved in apoptosis and proliferation inbalance in gastric epithelial cells. Therefore, it may be one of the crucial mechanisms of H. pylori inducing gastric cancer.

Key Words: N/A


0 引言

COX-2和iNOS为诱导型酶, 其表达与胃肠道肿瘤发生密切相关[1-7]. 业已明确H. pylori感染是慢性胃炎的重要致病因子, 是胃癌发生的重要始发因素[8-15], 但其致癌机制尚不清楚. 为此, 我们比较COX-2和iNOS在H. pylori相关性胃炎和正常胃黏膜中的表达情况及COX-2和iNOS与胃上皮细胞凋亡和增生的关系, 以探讨H. pylori可能的致癌机制.

1 材料和方法
1.1 材料

我院2000-12/2001-04因上腹不适就诊患者43例, 其中经胃镜及病理检查确诊为慢性浅表性胃炎22例 (男9例, 女13例, 年龄46±13岁), 采用快速尿素酶试验和组织学Giemsa染色检测H. pylori为阳性; 另H. pylori阴性和胃黏膜正常患者21例(男8例, 女13例, 年龄38±13岁)作为对照. 凡有以下情况之一者除外: 近1 mo内接受过抗H. pylori治疗、使用过影响H. pylori的药物、使用过NSAID或激素以及伴有其他系统严重疾病. 每例于胃窦部取4块黏膜组织, 其中2块迅速放入液氮, 另2块固定于40 g/L中性甲醛.

1.2 方法

采用常规SP法进行免疫组织化学染色. 一抗为兔抗人COX-1和COX-2多克隆抗体(购自美国Santa Cruz公司), iNOS兔抗人多克隆抗体(购自武汉博士德公司). 以食管壁平滑肌细胞的棕黄色着色为阳性对照, 以PBS代替一抗作阴性对照,结果判定采用半定量积分法[16]. RT-PCR检测胃黏膜组织COX-1、COX-2和iNOSmRNA表达. 采用经典总RNA抽提试剂盒(上海生工)提取胃窦黏膜组织中的总RNA. RT-PCR采用Gibco公司一步法试剂盒. 反应体系50 L包括2×反应混合物25 L, 总RNA 1 g, 上下游引物(10 pM)各1 L、RT/PLTINUM Taq酶1 L, 加DEPC处理的去离子水到50 L. PCR引物为: COX-1 5'-GCAACACTGGAACATGGCTA-3'F, 5'-ACGCCACCATTCTGTCTTTG-3'R(517 bp). COX-2 5'-TTGCTGTTCCCACCCATGTC-3'F, 5'-ATGCGTGAA GTGCTGGGCAA-3'R(520 bp). iNOS 5'-ACCACTCGG CTGCAGAATCC-3'F, 5'-CATTGCCAAACGTACTGG TC-3'R (480 bp). -actin 5'-CAAGAGATGGCCACGG CTGCT-3'F, 5'-TCCTTCTGCATCCTGTCGGCA-3'R (275 bp). 94 ℃变性, 55 ℃退火, 72 ℃延伸, 扩增共30个循环. 取PCR产物,在含有溴化乙锭的15 g/L琼脂糖凝胶上电泳, 紫外灯下照像, 应用激光扫描仪进行密度扫描, -actin作为内参照. 胃黏膜上皮凋亡细胞的原位检测试剂盒(In Situ Cell Death Detection Kit,POD)为德国宝灵曼公司产品. 染色步骤: 按试剂盒说明书进行, 以PBS替代TUNEL反应液作阴性对照. 每张切片计算1 000个以上上皮细胞的凋亡细胞(分布于5个以上不同视野), 以100个细胞中阳性细胞数来表示细胞凋亡指数(AI,%)[17]. 胃黏膜上皮细胞增生的检测采用免疫组化LSAB法, 鼠抗人PCNA单克隆抗体和过氧化酶标记的链霉卵白素(SP)染色试剂盒购自Dako公司, 操作按说明书进行. PCNA阳性的细胞核有棕褐色颗粒, 每张切片计算1 000个以上上皮细胞的PCNA阳性细胞数(分布于5个以上不同视野), 以100个细胞中阳性细胞数来表示细胞增生指数(PCNA-LI,%)[17].

统计学处理 对两样本均数的比较采用t检验; 对两样本率的比较采用精确概率法; 对等级资料及未知分布的计量资料采用秩和检验; 对双变量正态分布资料采用直线相关分析, 未知分布资料采用Spearman等级相关分析, P<0.05为显著性差异.

2 结果
2.1 胃黏膜COX-1,COX-2和iNOS蛋白的表达

H. pylori感染组及正常组胃黏膜固有层细胞、腺上皮细胞均有COX-1表达, 且无统计学差异. COX-2阳性细胞呈棕黄色颗粒状, 主要位于胃窦上皮细胞, 固有层单核细胞和中性粒细胞胞质, 部分切片中巨噬细胞亦有染色(图1), 与正常组相比(14.3%, 3/21), H. pylori感染组COX-2阳性表达率(68.2%, 15/22)明显升高(P<0.01). iNOS主要表达在上皮细胞, 固有层炎性细胞, 胞质呈棕黄色颗粒状. H. pylori感染组iNOS阳性细胞表达率为59.1%(13/22), 而正常组仅1例呈低表达(4.8%, 1/21), 两组间有统计学差异(P<0.01).

图1
图1 COX-1、COX-2在胃黏膜中的表达: COX-1在正常组及Hp感染组胃黏膜固有层单核细胞(A, B)和腺上皮细胞(C, D)中有明显表达. 正常胃黏膜中固有层腺上皮细胞少量COX-2表达(E); Hp 阳性胃炎COX-2明显表达, 主要位于上皮细胞(F, G)、固有层炎症细胞(H, I).
2.2 胃黏膜COX-1, COX-2和iNOS mRNA的表达

RT-PCR结果显示H. pylori感染组与正常组均有COX-1 mRNA表达, 两组间无统计学差异. H. pylori感染组95.5% (21/22)有COX-2 mRNA表达, 中位数为1.13, 正常组中位数为0.02, 二者之间有统计学差异. H. pylori感染组86.4%(19/22)有iNOS mRNA表达, 中位数为0.56, 正常组中位数为0.01, 二者之间有显著性差异(P<0.01, 图2). RT-PCR与免疫组化法检测H. pylori感染组COX-2和iNOS表达结果显示两种方法存在统计学差异(P<0.05), 即RT-PCR较免疫组化法更敏感(表1, 2).

表1 RT-PCR和免疫组化法检测Hp感染组COX-2表达结果.
免疫组化法
合计
+-
RT-P+15621
CR-011
合计15722
表2 RT-PCR和免疫组化法检测Hp感染组iNOS表达结果.
免疫组化法
合计
+-
RT-PCR+13619
-033
合计13922
图2
图2 RT-PCR法分析COX-1、COX-2及iNOS在胃黏膜中的表达. 从胃窦组织中提取RNA进行cDNA合成和PCR扩增, 产生COX-1(517 bp), COX-2 (520 bp), iNOS (480 bp)和-actin (275 bp)四种产物.
2.3 胃上皮细胞凋亡和增生

PCNA阳性细胞主要分布于胃小凹底部和腺体, H. pylori感染组增生指数为17.3±10.9, 与正常组(11.5±7.4)比较有统计学差异(P<0.05). 凋亡细胞主要位于胃黏膜表面及腺体, H. pylori感染组凋亡指数为11.9±6.8, 与正常组(5.3±3.5)相比差异显著(P<0.05). 胃上皮细胞增生、凋亡与COX-1表达无相关性(r = 0.138, 0.102, P>0.05), 而与COX-2, iNOS表达呈正相关(r = 0.716, 0.603, P<0.01; r =0.665, 0.572 , P<0.01).

3 讨论

幽门螺杆菌感染与人类胃癌发生、发展的关系早已为人们所熟知, 不过H. pylori感染诱发胃癌的确切机制不明. 研究发现H. pylori培养滤液可诱导人胃癌上皮细胞COX-2 mRNA表达的显著上调, 与H. pylori相关性胃癌有密切关系[18]. 本结果显示, H. pylori相关性胃炎胃黏膜组织COX-2和iNOS mRNA水平明显升高, 提示H. pylori感染与COX-2和iNOS mRNA表达关系密切, H. pylori感染可增强胃黏膜中COX-2和iNOS的表达, 这与国内外报道一致[19-20], 表明COX-2, iNOS表达在H. pylori相关性胃病包括胃炎和胃癌发生中起作用. H. pylori感染可能通过激活NF-B因子, 进而促进COX-2, iNOS mRNA的表达[21]. RT-PCR和免疫组化技术是检测细胞因子在组织或细胞中的表达常用的两种方法, 与免疫组化法相比, RT-PCR技术具有快速、灵敏、准确的优点[22].

近年来研究表明, COX-2和iNOS不仅是启动炎症反应的关键酶, 而且还通过促进细胞增生、抑制细胞凋亡、促进肿瘤血管形成, 增加肿瘤细胞侵袭、转移的潜能等机制参与各种肿瘤的发生、发展过程[23-26]. 已经证实, 在人胃癌组织中COX-2和iNOS表达明显上调[27-28], COX-2高表达能增加胃癌患者淋巴结转移的危险性[29]. 动物实验表明COX-2抑制剂能诱导裸鼠细胞凋亡, 从而抑制胃癌的生长[30], 这些结果均提示COX-2和iNOS过度表达与胃癌有关. 本研究比较了COX-2、iNOS mRNA表达与增生及凋亡的相关性, 提示在慢性胃炎阶段, 胃黏膜上皮细胞增生指数、凋亡指数与COX-2和iNOSmRNA表达呈正相关, 说明COX-2和iNOSmRNA的表达与胃黏膜上皮细胞增生、凋亡关系密切, 使细胞增生和凋亡失衡, 从而促进肿瘤的发生[31]. 我们既往的研究及国内外大量研究均证实, H. pylori感染可促进胃黏膜上皮细胞的增生及凋亡[32-33]. 本研究另一结果亦显示H. pylori感染组增生与凋亡均明显高于对照组, 然而导致增生及凋亡的内在机制仍不明确. 总之, H. pylori感染可上调COX-2和iNOS表达, 诱导胃黏膜上皮细胞增生, 导致的COX-2和iNOS表达程度与胃黏膜上皮细胞增生、凋亡呈正相关, 因此推测COX-2和iNOS基因的表达参与了H. pylori 相关性胃炎向癌前病变和胃癌的演变过程. H. pylori感染的胃黏膜COX-2和iNOS高度表达, 尤其是他在胃恶性肿瘤中的出现和在大肠癌的形成过程中的重要特征[34-35], 提示COX-2和iNOS的诱导可能是H. pylori潜在致癌的重要机制.

编辑: N/A

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