Baggrund
Interleukin-32 (IL-32) er et nyligt opdaget proinflammatorisk cytokin involveret i inflammatoriske sygdomme. Vi undersøgte ekspressionen af IL-32 og dens regulering mekanisme i det inflammatoriske respons af patienter med Helicobacter pylori IL-32 mRNA og proteinekspression i gastriske væv blev påvist ved kvantitativ realtids-PCR og immunohistokemi. Reguleringen af IL-32 i human gastrisk epitel celle linje AGS blev undersøgt ved forskellige cytokin stimulation og anderledes H. pylori Resultater Gastric IL-32 mRNA og protein-ekspression var forhøjet hos patienter med H. pylori Konklusioner IL-32-niveau er forhøjet hos patienter med H . pylori Henvisning:. Peng L-s, Zhuang Y, Li W-h, Zhou Y-Y, Wang T-t, Chen N, et al. (2014) Forhøjet Interleukin-32 Expression er associeret med Helicobacter pylori Redaktør: Ivo G. Boneca, Institut Pasteur Paris, Frankrig Modtaget: August 24, 2013; Accepteret: 8. januar 2014 Udgivet: 14. marts 2014 Copyright: © 2014 Peng et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af tilskud fra Medical Science Youth Training Project af kinesiske Folkets Befrielseshær (13QNP108) og National Basic Research Program Kina (973 Program, No. 2009CB522606). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser Introduktion Helicobacter pylori H. pylori IL-32 er en nyligt identificeret proinflammatorisk cytokin produceret af immunceller (NK-celler, T-celler, monocytter) og ikke-immune celler (endotelceller , epitelceller) [5] - [7]. Det blev oprindeligt klonet som et gen induceret af IL-2 og kaldte NK-4, men dens funktion var ukendt indtil 2005 [5], [8]. Der er seks splejsningsvarianter herunder IL-32α, β, γ, δ, ε og ζ, og forskelligartede roller potentielt spilles af dens forskellige isoformer. Imidlertid har en specifik receptor for IL-32 ikke var blevet opdaget, skønt neutrofil proteinase 3 binder til IL-32 med en høj affinitet [9]. IL-32 spiller en vigtig rolle i forskellige inflammatoriske lidelser og dets ekspression er blevet vist at korrelere med sygdommens alvor ved reumatoid arthritis, Crohns sygdom og atopisk dermatitis [10] - [12]. Desuden havde IL-32 blevet antydet i nogle infektionssygdomme, herunder H. pylori I den foreliggende undersøgelse, vi har registreret IL -32 udtryk i biopsi prøver fra patienter med H. pylori Materialer og metoder Etik Statement Humane gastriske slimhinder biopsier blev indsamlet ved rutinemæssig endoskopi på Xinqiao Hospital i den tredje Military Medical University . Blod blev opnået fra samme emne, der undergik endoskopi for H. pylori Emner Gastric væv og blod blev indsamlet fra 54 patienter. (Mand /kvinde = 27/27, gennemsnitlig alder 47 ± 1,2 år) med H. pylori Biopsi Prøver og Histologi Assessment Biopsi prøver blev taget fra fag på hver endoskopi. En blev straks frosset i flydende nitrogen og opbevaret ved -80 ° C i RNA-ekstraktion. Resten af biopsiprøver blev fikseret i formalin og indlejret i paraffin. Haematoxylin-Eosin (H &E) farvede sektioner blev undersøgt af to erfarne histopatolog. Den histologiske sværhedsgrad gastritis blev gradueret fra normal til svær baseret på tætheden af infiltrerende mononukleære og polymorphnuclear celler i overensstemmelse med de fastlagte kriterier [17], [18]. gastrisk epitelial linje AGS (ATCC, American Type Culture Collection) blev dyrket ved 37 ° C og 5% CO 2 i Hams F12 (Hyclone, Logan, UT, USA), som indeholdt 10% føtalt kalveserum (FCS). AGS Celler blev podet i seks-brønds plader ved en densitet på 1 x 10 6 celler /brønd og stimuleret med 10 ng /ml TNF-α eller /og 10 ng /ml IL-1β (PeproTech, Rocky Hill, NJ , USA); celler blev opsamlet ved angivne tider for analyse af IL-32 mRNA og proteinekspression. For signalvejen inhiberingsassay, NF-KB inhibitor (BAY 11-7082), MEK1 /2-inhibitor (U0126), p38 /MAPK inhibitor (SB203580), JNK-inhibitor (SP600125), JAK-inhibitor I (alle ved 10 uM og alle fra Calbiochem, San Diego, CA, USA) eller DMSO-vehikel (Sigma, St. Louis, MO, USA) blev tilsat til cellekulturen 1 time før cytokin-stimulering. Infektion af AGS celler med H. pylori H. pylori RNA blev ekstraheret fra biopsiprøver eller celler af TRIzol reagent® (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) og revers-transkriberet til cDNA under anvendelse ReverTra Ace (TOYOBO, Osaka, Japan). Kvantitativ realtids-PCR blev udført af iQ5 Detection System (Bio-Rad, USA). PCR primerne blev designet til at krydse et exon-intron grænserne og anvendes til at detektere mRNA-ekspression af IL-32, TNF-α, IL-1β og β-actin og deres sekvenser er som følger: IL-32, fremadrettet, 5' -ACGACTTCAAAGAGGGCTACC-3 '; omvendt, 5'-GCCTCGGCACCGTAATCCAT-3 '; TNF-α, fremad, 5'-TCTCTAATCAGCCCTCTGGC-3 '; omvendt, 5'-ATGAGGTACAGGCCCTCTGA-3 '; IL-1β, fremad, 5'-GTTCTTTGAAGCTGATGGCC-3 '; omvendt, 5'-GTGGTCGGAGATTCGTAGCT-3 '; β-actin, fremad, 5'-TTCCTTCCTGGGCATGGAGTCC-3 '; omvendt, 5'-TGGCGTACAGGTCTTTGCGG-3 '. β-actin blev anvendt som en intern kontrol. Den relative genekspression blev beregnet som fold ændring af ΔΔCt metoden. Fyrre paraffinindlejrede prøver blev skåret i 5-um sektioner. Efter at være afparaffiniseret og hydreret blev snittene i citratbuffer (pH = 6,0) underkastes varmeinduceret antigen-genvinding i en mikrobølgeovn og behandlet med 3% hydrogenperoxid. Efter inkubering med kanin-anti-humant IL-32 (Abcam, MA, USA) natten over ved 4 ° C, Objektglas blev behandlet med peberrodsperoxidase-konjugeret sekundært anti-kanin-antistof (Zhongshan Golden Bridge Biotech., Beijing, Kina) efterfulgt af substrat 3,3'-diaminobenzidintetrahydrochlorid (DAB). Isotype matchet antistof blev anvendt som negativ kontrol. Billeder blev erhvervet på et mikroskop udstyret med et digitalt kamera Nikon Eclipse 80i (Tokyo, Japan). For semikvantitativ analyse af immunhistokemi blev hver sektion valgt til evaluering IL-32 immunfarvning i gastriske væv og blev gradueret som følger: score 0, ingen ekspression; score 1, lav udtryk; score 2, mellemliggende udtryk; score 3, høj ekspression. Western Blot Celler blev vasket i iskoldt PBS og derefter sprængt i lysisbuffer (20 mM Tris, pH 7,5, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, 1% Triton X-100, 2,5 mM natriumpyrophosphat, 1 mM glycerophosphat, 1 mM Na3VO4, 1 ug /ml leupeptin og proteasehæmmer). Proteinkoncentrationen blev målt med et BCA protein assay kit (boster, Wuhan, Kina). Cellelysater blev adskilt ved 12% SDS-PAGE og overført til en polyvinylidendifluoridmembran. Membranerne blev blokeret i 1 time med 3% bovint serumalbumin i Tris-bufret saltvand-Tween ved stuetemperatur og derefter inkuberet natten over ved 4 ° C med kanin-anti-humant IL-32 (Abcam, MA, USA) eller muse anti humant β-actin ((Tianjin Sungene Biotech Co, Ltd, Kina). Peberrodsperoxidase-konjugeret sekundært antistof blev anvendt ifølge producentens instructures. proteinerne af interesse blev visualiseret ved hjælp Supersignal® West Dura Varighed substratreagens (Thermo, IL , USA). statistisk analyse Alle resultater blev sammenfattet som gennemsnit ± standardafvigelse af middelværdien (SEM), og statistisk analyse blev udført ved hjælp af GraphPad Prism 5.0 Software. forskellene mellem to . grupper blev analyseret af Mann-Whitney U test og flere grupper blev analyseret ved en envejs variansanalyse (ANOVA) Hvornår blev påvist afvigelser, blev Spearmans korrelation anvendes til at vurdere graden af association mellem variable P. < 0,05 blev betragtet statistisk signifikant. Resultater Forhøjet IL-32 mRNA niveau Fundet i patienter med H. pylori For at undersøge om IL-32 er involveret i patogenesen af H. pylori For at visualisere IL-32-ekspression i gastrisk biopsi prøver blev immunhistokemisk farvning af IL-32 udført på paraffinindlejrede væv. Som vist i fig. 2B, et par af IL-32-celler blev påvist i H. pylori IL-32 mRNA og protein niveau blev opreguleret af TNF-α og IL-1β Fordi vi fundet en positiv sammenhæng mellem IL -32 mRNA-niveauer og graden af gastrisk inflammation i gastriske væv og korrelation mellem IL-32 mRNA og IL-1β og TNF-α mRNA'er, regulering af proinflammatoriske cytokiner på IL-32-mRNA-ekspression blev undersøgt i AGS celler. Som vist i fig. 3A, efter at være blevet behandlet med cytokiner i 24 timer, IL-32 mRNA-niveauet signifikant opreguleret: 5,0 ± 0,5 gange ved TNF-α, 6,9 ± 0,5 gange ved IL-1β, og 11,2 ± 1,4 gange ved IL-1β og TNF-α. Denne effekt var fuldstændig afhængig af NF-KB signalvejen som forbehandling med NF-KB inhibitor BAY 11-7082, men ikke JNK, p38 /MAPK, MEK1 /2 eller JAK /STAT signalering inhibitorer inhiberede induktionen af IL-32 mRNA efter stimulering af TNF-α eller IL-1β (fig. 3C). Endvidere Western blot bekræftede, at IL-32-protein-niveau også blev induceret af TNF-α og /eller IL-1β stimulation som afhang af NF-KB-signalvejen (fig. 3B og D). Vi næste undersøgte, om TNF-α eller IL-1β var involveret i H. pylori H. pylori For yderligere at studere den direkte virkning af H. pylori Diskussion I den foreliggende undersøgelse, vi observeret, at gastrisk IL-32 var signifikant forhøjet hos patienter med H . pylori IL-32 blev for nylig beskrevet som en proinflammtory faktor involveret i mange inflammatoriske lidelser, såsom kronisk rhinosinuitis, en tilstand oftest forårsaget af grampositive bakterier infektion [19], [20]. Forhøjet IL-32 blev derefter rapporteret i HCV og HBV-inficerede lever og at korrelere med sværhedsgraden af hepatisk inflammation og leverfibrose [15], [21]. I denne undersøgelse viste vi, at IL-32 mRNA-niveauet var signifikant forhøjet hos patienter med H. pylori Den klassiske gastrisk betændelse med H. pylori Vores resultater viste også, at IL-32 mRNA og protein niveau blev forøget i en dosisafhængig måde efter H. pylori Som konklusion viste vores data, at IL-32-ekspression forhøjet hos patienter med H. pylori Støtte Information
( H. Pylori
) infektion.
Design og metoder
stammen infektion.
infektion og positivt korreleret med gastritis. I H. pylori
-inficerede patienter, mRNA-niveauet af IL-32 blev også korreleret med den af proinflammatoriske cytokiner IL-1 og TNF-a. In vitro
IL-1β og TNF-α kunne opregulere IL-32 mRNA og proteinniveauet i AGS-celler, som var afhængige af NF-KB signalvej. Reguleringen af IL-32-ekspression som reaktion på H. pylori
-Infektion kunne svækkes ved hjælp neutraliserende antistoffer til at blokere IL-1β og TNF-α. Desuden H. pylori
-inficerede AGS celler også induceret IL-32 mRNA og protein udtryk, som var afhængig af CagA.
infektion og dets ekspression reguleres af proinflammatoriske stimuli, hvilket antyder, at IL-32 kan spille en rolle i patogenesen af H. pylori
-relaterede gastritis
-relaterede Gastritis. PLoS ONE 9 (3): e88270. doi: 10,1371 /journal.pone.0088270
( H. pylori
) er en Gram-negativ, mikroaerofil bakterie, der koloniserer mave på ca. 50% af befolkningen over hele verden. Den vedvarende infektion af H. pylori
forårsager kronisk og vedvarende gastritis og øger risikoen for mavesår og mavekræft.
-inficerede maveslimhinden er karakteriseret ved infiltrering af immunceller og produktionen af inflammatoriske faktorer. Th1 og Th2-respons er rapporteret at mediere immunrespons på H. pylori
, og Th1-respons menes at være fremherskende [1]. Derefter induktion af Th17 respons i H. pylori
-inficerede mave bekræftes [2]. Udover Th1, Th2 og Th17 celler, regulatoriske T-celler (tregs) spiller også en vigtig rolle i H. pylori
-relaterede gastritis [3]. I mellemtiden har proinflammtory cytokiner såsom IL-1β, TNF-α og IL-6 også blevet vist at være forhøjet i H. pylori
-inficerede mave [4], og disse cytokiner kan påvirke T-celle immunrespons i inflammatoriske lidelser, hvilket antyder, at inflammatoriske faktorer kan være afgørende i H. pylori
-relateret gastrisk inflammation. Men den nøjagtige mekanisme af processen er ikke blevet fuldstændigt belyst.
infektion [13] - [16]. Men sammenhængen mellem IL-32-ekspression og H. pylori
induceret gastritis og dens nøjagtige mekanisme regulering herunder om auto- /parakrine virkninger på ekspressionen af IL-32 kan være involveret i processen var stadig ukendt.
infektion og analyseret forholdet mellem gastrisk IL-32-niveau og sværhedsgraden af slimhindeinflammation. Efterfølgende vi undersøgt virkningen af proinflammatoriske stimuli og H. pylori
infektion på IL-32-ekspression i humane gastriske epithel cellelinjer. Vores resultater viste, at IL-32 kan være involveret i patogenesen af H. pylori
-relaterede gastritis.
serologi test. Undersøgelsen blev godkendt af den etiske komité i Xinqiao Hospital, Third Military Medical University. Skriftligt informeret samtykke blev opnået fra hver emne
infektion, der gennemgik endoskopi på Xinqiao Hospital i den tredje Military Medical University. H. pylori
infektionen blev bekræftet ved hurtig-Urease test, serologi test, 13C-urea udåndingsluften og histologi. Patienterne blev klassificeret som H. pylori
positiv, hvis to af de fire tests var positive. Normale gastrisk væv fra 47 forsøgspersoner (mand /kvinde = 23/24; gennemsnitsalder 47 ± 1,3 år). Der havde negative resultater for alle fire tests blev indskrevet som kontroller
Cell Culture
11637 stamme og dens isogene CagA-negativ mutant stamme (CagA - stamme) blev dyrket på hjerne-hjerte infusions- plader indeholdende 10% kanin blod ved 37 ° C under mikroaerofile betingelser (5% O 2 , 10% CO 2, 85% N 2). H. pylori
blev vasket af dyrkningspladerne med PBS og centrifugeret ved 2500 x g i 5 minutter, før de blev resuspenderet i PBS i optisk densitet kvantificering ved 600 nm (1 OD 600 = 1 × 10 9 H. pylori-service /ml). En infektionsmultiplicitet (MOI) på 1, 10 og 100 blev anvendt til at inficere AGS celler. For neutraliseringsassays, neutraliserende antistoffer mod TNF-α (nTNF-α, 1 pg /ml, Biolegend) eller IL-1β (Nil-1β, 1 pg /ml, eBioscience) blev tilsat i cokultur-systemet.
RNA Isolation og kvantitativ real-time PCR
Immunhistokemi
Infektion
induceret gastritis, vi først bestemmes IL-32 mRNA-ekspression i gastrisk biopsi prøver fra personer med og uden H. pylori
infektion. Som vist i fig. 1A, IL-32-ekspression var betydeligt højere i H. pylori
-positive prøver end i H. pylori
-negative prøver (P < 0,001). At vurdere, om ekspressionen af IL-32 var relateret til graden af inflammation i H. pylori
inficerede gastriske prøver, vi delte prøverne i normale og mild, moderat og svær gastritis grupper baseret på histologi vurdering, som beskrevet i materialer og metoder. Resultaterne viste, at IL-32-mRNA-niveauer i H. pylori
-positive prøver blev positivt korreleret med graden af gastrisk inflammation (fig. 1B). Desuden er niveauet af IL-32-mRNA viste også en positiv korrelation med TNF-α og IL-1β-mRNA-niveauer (fig. 1C).
Forøget IL-32 proteinekspression i patienter med H. pylori
Infektion
-negative gastrisk væv, mens der i H. pylori
-positive gastriske væv, observerede vi, at IL-32-protein-ekspression blev signifikant forøget (fig. 2C). Derudover semi-kvantitativ vurdering af IL-32 immunoreaktivitet bekræftede, at ekspression af IL-32 i gastriske væv fra H. pylori
inficerede patienter på proteinniveau var også signifikant forøget sammenlignet med dem i H. pylori
-negative gastrisk væv og i mild mavekatar.
-induceret opregulering af IL-32-ekspression. AGS celler blev inficeret med H. pylori
og samtidigt behandlet med neutraliserende antistoffer til at blokere TNF-α eller IL-1β. Som vist i fig. 3E, H
. pylori
induceret IL-32 protein-ekspression blev signifikant nedsat ved hjælp af angivne cytokiner-blokerende antistoffer.
induceret IL-32 Expression
på ekspressionen af IL-32 i gastriske epitelceller blev AGS celler inficeret med H. pylori på
en MOI på 1, 10 og 100. Som vist i fig. 4A og B, IL-32 mRNA og protein-niveauer blev forøget efter H. pylori
infektion på en dosis-afhængig måde. Vi analyserede næste hvorvidt H. pylori
stamme forskelle vil bidrage til andet udtryk af IL-32. Celler blev inficeret med H. pylori 11637
stamme og CagA - stamme. Selvom CagA - stammen infektion let øget ekspression af IL-32 i AGS celler, induktion af IL-32 mRNA og protein niveau ved CagA - stammen infektion var signifikant lavere end ved H. pylori 11637
stammen infektion (fig. 4C og D).
infektion på både mRNA og protein niveauer. Den øgede IL-32 mRNA-niveauet korreleret med sværhedsgraden af gastrisk inflammation. Desuden blev IL-32-mRNA-niveauer også korreleret med TNF-α og IL-1β-mRNA-niveauer i H. pylori
positive gastriske biopsiprøver, og en af de to cytokiner kunne opregulere IL-32 mRNA og protein-niveau. Desuden fandt vi, at H. pylori
infektion af gastriske epiteliale cellelinjer også induceret IL-32 mRNA og proteinekspression. Disse resultater indikerer, at IL-32 sandsynligvis er involveret i gastrisk inflammation fra patienter med H. pylori
infektion.
infektion, og blev også observeret en høj korrelation mellem IL-32 mRNA og gastrisk inflammation, hvilket antyder, at IL-32 kan spille en vigtig rolle i H. pylori
inficeret mave. Desuden blev immunhistokemi anvendes til at påvise kilden til IL-32 og resultaterne viste, at IL-32 blev udtrykt i gastriske epitelceller og blev observeret dens meget ekspression i H. pylori
positive gastrisk væv. Fordi IL-32 viste sig at inducere produktion af IL-8 i gastriske epitelceller og inhiberede proangiogen faktor VEGF-sekretion fra bronkiale epitelceller [16], [22], og vi også observeret IL-32 mRNA-niveauet var positivt korreleret med IL-8-ekspression (data ikke vist). Det er rimeligt, at IL-32 har indflydelse på funktionen af gastriske epitelceller i H. pylori
inficeret mave.
infektion kan blive påvirket af infiltrerende immunceller og inflammatoriske cytokiner, den senere kan omfatte nyligt opdagede IL-32 [19] - [22]. I vores undersøgelse fandt vi, at in vitro TNF-α og /eller IL-1β stimulerede AGS celler at opregulere IL-32 mRNA og proteinekspression, som støttede en positiv sammenhæng mellem IL-32 og TNF-α og IL-1β in vivo . Imidlertid Th17 cytokin (IL-17A, IL-17F, IL-6), Th2 cytokin IL-4, tregs cytokin TGF-β1 og Th1 cytokin IFN-y alle mislykkedes at inducere IL-32-mRNA og proteinekspression i vores system, selv om alle de relevante immun celletyper og cytokiner blev rapporteret til at infiltrere H. pylori
inficeret mave (se figur S1). Disse resultater antydede, at IL-32 sandsynligvis er produceret før infiltration af disse celler, hvilket understøttes af rapporten, at IL-32 inducerer dendritiske celle modning og fremmer Th1 og Th17 polarisering [23]. Desuden blev induktionen af IL-32 mRNA og protein ved TNF-α eller IL-1β blokeret af NF-KB inhibitor BY 11-7082, hvilket indikerer, at den molekylære mekanisme, der ligger denne proces er sandsynligt NF-KB afhængig. Interessant hjælp neutraliserende antistoffer til at blokere TNF-α eller IL-1β parallelt med H. pylori
infektion, observerede vi, at IL-32-protein-niveauet blev signifikant nedsat. Derfor er vores resultater viste, at epiteliale cytokiner (TNF-α og IL-1β) respons på H. pylori
infektion var vigtige for reguleringen af IL-32-ekspression.
infektion, hvilket antyder, at virkningen af H. pylori
infektion på IL32 udtryk er direkte fysiologisk. Desuden CagA mutationer i H. pylori
væsentlig grad kan svække ekspressionen af IL-32 i AGS celler, hvilket indikerer, at H. pylori
-induceret IL-32-opregulering var afhængig af CagA. H. pylori
udtrykke mange proteiner for at lette dens patogenese [24]. UreB er også en vigtig virulens-protein for koloniseringen af H. pylori
medieret H. pylori
induceret dysfunktion af gastrisk barriere [25], [26]. Vi fandt, at UreB mutationer også svækket H. pylori
-induceret IL-32-mRNA-ekspression (se figur S2). Derfor blev IL-32-ekspression overvejende reguleret af translokation af CagA i epitelceller og andre virulens proteiner kan også påvirke den patogene reaktion H. pylori
til gastriske epitelceller.
infektion og korreleret med sværhedsgraden af gastrisk inflammation. Reguleringen af IL-32-ekspression som reaktion på H. pylori
infektion afhænger af forskellige interagerende faktorer. Disse data sammen tyder på, at IL-32 kan spille en vigtig rolle i patogenesen af gastritis forårsaget af H. pylori
infektion.
Figur S1. Salg AGS celler blev podet i seks-brønds plader ved en densitet på 1 x 10 6 celler /brønd og stimuleret med 10 ng /ml Th17 cytokin (IL-17A, IL-17F, IL-6), Th2 cytokin IL-4, tregs cytokin TGF-β1 og Th1 cytokin IFN-γ i 24 timer, og celler blev opsamlet til analyse af IL-32 mRNA og proteinekspression. Dataene er gennemsnit ± SEM af tre separate eksperimenter og en repræsentant blot blev vist
doi:. 10,1371 /journal.pone.0088270.s001
(TIF)
Figur S2.
H. pylori
stamme 26.695 blev dyrket på hjerne-hjerte infusions- plader indeholdende 10% kanin blod ved 37 ° C under mikroaerofile betingelser (5% O 2, 10% CO 2, 85% N 2 ), og dens isogene Urease underenhed B-negativ mutant stamme (UreB - stamme) blev opnået som før beskrevet [27]. En infektionsmultiplicitet (MOI) på 100 blev anvendt til at inficere AGS og GES-1-celler. Celler blev opsamlet til analyse af IL-32 mRNA-ekspression. Data er gennemsnit ± SEM af tre separate forsøg. * P
< 0,05; ** P
< 0,01; *** P
< 0,001
doi:. 10,1371 /journal.pone.0088270.s002
(TIF)