Identificatie van nieuwe cyclooxygenase-2-afhankelijke genen in Helicobacter pylori-infectie in vivo

identificatie van nieuwe cyclooxygenase-2-afhankelijke genen in Helicobacter pylori
infectie in vivo
Abstract achtergrond
Helicobacter pylori
is een cruciale bepalende factor in de pathogenese van goedaardige en neoplastische ziekten maag. Cyclooxygenase-2 (COX-2) is de induceerbare sleutelenzym van arachidonzuur metabolisme en is een centrale mediator van inflammatie en kanker. Expressie van de Cox-2
gen is up-gereguleerd in het maagslijmvlies tijdens H. pylori
infectie, maar het pathobiological gevolgen van deze verbeterde Cox-2-expressie zijn nog niet gekarakteriseerd. Het doel van deze studie was om nieuwe genen stroomafwaarts van Cox-2 in een in vivo model
, waardoor het identificeren van potentiële doelen voor het bestuderen van de rol van COX-2 in H. pylori
pathogenese en de inleiding van pre- kwaadaardige veranderingen.
Resultaten
Genexpressieprofielen in het maagslijmvlies van muizen behandeld met een specifieke Cox-2 remmer (NS398) of drager werden geanalyseerd op verschillende tijdstippen (6, 13 en 19 wk) na H. pylori
infectie. H. pylori
infectie invloed op de expressie van 385 genen in de experimentele periode, met inbegrip van toezichthouders van de maag fysiologie, proliferatie, apoptose en mucosale verdediging. Onder omstandigheden van Cox-2-remming werden 160 doelwitgenen gereguleerd als gevolg van H. pylori infectie
. De Cox-2 afhankelijke deelverzameling opgenomen die van invloed zijn maag fysiologie (Gastrine, Galr1
), epitheliale barrièrefunctie (Tjp1, connexin45, AQP5
), ontsteking (Icam1
), apoptose (Clu
) en proliferatie (GdF3, Igf2
). Behandeling met NS398 alleen veroorzaakt differentiële expressie van 140 genen, met 97 van die uniek waren, wat aangeeft dat deze genen worden gereguleerd onder omstandigheden van basale Cox-2 expressie.
Conclusie Inloggen Deze studie heeft een panel van nieuwe Cox-2 geïdentificeerd afhankelijke genen beïnvloed zowel onder normale en inflammatoire aandoeningen veroorzaakt door H. pylori
infectie. Deze gegevens bevatten belangrijke nieuwe verbindingen tussen Cox-2 en ontstekingsprocessen, epitheliale reparatie en rechtschapen. Achtergrond
Helicobacter pylori
infectie wordt geassocieerd met een verscheidenheid van maagaandoeningen waaronder chronische gastritis, maagzweren, mucosa geassocieerde lymfeweefsel (MALT) lymfoom en adenocarcinoom van de maag [1, 2]. De pathogeniciteit van de bacterie wordt bepaald door epidemiologische invloeden alsook bacteriële en gastheer factoren [1, 3]. Bacteriële kolonisatie van het maagslijmvlies leidt tot ontwikkeling van een chronische inflammatoire infiltraat, wat gepaard gaat met verhoogde afgifte van ontstekingsmediatoren, groeifactoren en reactieve zuurstof metabolieten [2, 4]. Ondernemingen De induceerbare COX-2 enzym en de expressie constitutief isovorm Cox-1 zijn de belangrijkste regulatoren van de menselijke stofwisseling prostaglandine [5-7]. De eindproducten van de enzymatische activiteit omvatten een panel van prostaglandinen en thromboxanen, die zijn geïdentificeerd als belangrijke regulatoren van fundamentele fysiologische en pathologische processen zoals bloedplaatjesaggregatie, bevalling, T-cel ontwikkeling, ontsteking en kanker [5-7]. Cox-2 enzymatische activiteit wordt grotendeels geregeld via de novo synthese van
cox-2 eiwit [5, 6].
In de maag, verbeterde cox-2
expressie is geconstateerd H. pylori
-triggered gastritis en in mucosale letsels spanning, gastroduodenale zweren en na ischemie /reperfusieschade [8-10]. Cox-2 en verwante prostanoïden blijken ook bijdragen aan de pathogenese van maagkanker. Adenocarcinoom van de maag en premaligne mucosalaesies vaak over-express het Cox-2
gen [11-14], en verhoogde intratumorale Cox-2 niveaus lijken te worden geassocieerd met diepere tumor invasie [15] en een verhoogde frequentie van lymfatische metastase [ ,,,0],16]. Bovendien hebben Cox-2 remmers is aangetoond dat ze krachtig onderdrukken proliferatie van menselijke maagkanker cellen in vitro
[1, 17, 18] en experimentele gastrische adenocarcinomen in naakt muizen [17]. Onlangs hebben echter een aantal rapporten het begrip betwist dat deze anti- tumor activiteit door remming van COX-2 zelf [19]. Particulieren die Cox-remmers zijn gerapporteerd aan een verminderd risico voor de ontwikkeling van maagcarcinoom [20] geven echter de gerapporteerde cardiovasculaire bijwerkingen van chronische toediening coxib dat klinisch gebruik van COX inhibitoren anticarcinogene behandeling controversieel (Beoordeeld in [21]).
Expressie van het Cox-2
gen lijkt dus een belangrijke stap in de pathogenese van goedaardige en kwaadaardige maag ziekten en daarom verduidelijking niet alleen van haar bijdrage aan H. pylori
afhankelijke pathogenese, maar ook de stroomafwaartse effecten van Cox remmende middelen van bijzonder klinisch belang.
Wij hebben eerder aangetoond dat H. pylori
direct expressie van Cox-2
beïnvloeden maagepitheelcellen tot transcriptionele mechanismen en geïdentificeerd MAPK-ERK-activatie van een proximaal cis
van regelgevende CRE-Ebox element als een belangrijke stap in de H. pylori
en respons van de Cox-2
gen [22] . Hoewel deze resultaten verder de pathofysiologische verband tussen de bacterie en Cox-2
bevestigd, moleculaire effectoren stroomafwaarts van Cox-2 in gastrisch H. pylori infectie bleef
geïdentificeerd.
Hier analyseerden we genexpressie in de maag epitheel van muizen behandeld met de Cox-2 specifieke remmer NS398, op verschillende tijdstippen na H. pylori
infectie met behulp van DNA microarrays en konden genexpressieprofielen gereguleerd door H. pylori
tot Cox-2-afhankelijke definiëren en onafhankelijke mechanismen.
Resultaten
Bepaling van Cox-2 remmerconcentratie Belgique Om de geschikte concentratie remmer in onze H. pylori bepalen
infectiemodel, PGE2 niveaus werden gemeten in het maagslijmvlies na H.
pylori infectie in de aanwezigheid of afwezigheid van Cox-2-remming met NS398. Geïnfecteerde muizen vertoonden een toename van 50% in PGE2 niveau in het maagslijmvlies. Behandeling van geïnfecteerde muizen met NS398 (10 mg /kg) tot een vermindering van de PGE2 zodanig dat zij niet van de controlegroep (gegevens niet getoond). We geconcludeerd dat een dosis van 10 mg /kg was voldoende om Cox 2 activiteit onderdrukt in aanwezigheid van een H. pylori infectie
.
Langdurige toediening van de specifieke Cox-2 remmer NS398 niet significant beïnvloeden bacteriële kolonisatie of inflammatoire scores
Alle muizen in de geïnfecteerde groepen werden gekoloniseerd met H. pylori
, zoals bepaald door kwantitatieve kweek. De bacteriële verontreiniging slechts licht in de periode tussen 6 en 19 weken (figuur 1A). Toediening van NS398 bleek geen significant effect op de bacteriële kolonisatie hebben. Infectie met H. pylori
veroorzaakt een lage tot midden rang gastritis in geïnfecteerde muizen die de neiging om te stijgen in ernst in de tijd, maar heeft niet geleid tot de vorming van maagzweren of het bewijs van metaplasie (zie figuur 1B en figuur 1C voor vergelijkingen van muizen in elke groep in week 13). Deze waarnemingen zijn in overeenstemming met rapporten van andere studies waarbij muizen werden gedurende vergelijkbare perioden [23, 24]. Histologische analyse toonde toediening van voertuig en NS398 alleen leidt tot een low-grade gastritis na verloop van tijd (Figuur 1B). Figuur 1 Toediening van de specifieke Cox-2 remmer NS398 heeft geen significante invloed op bacteriële kolonisatie of inflammatoire scores. A. Behandeling met NS398 heeft geen invloed op H. pylori
kolonisatie in C57 BL /6 muizen. CFU opgehaald uit de magen van individuele muizen op 6, 13 en 19 weken na infectie (gevulde cirkels). B. Verdeling van de pathologie scores in geïnfecteerde en controle muizen. Pathologie werd als volgt gescoord volgens de Sydney-systeem: geen ontsteking (0), lage kwaliteit, niet-actieve gastritis en lage rang mild-actieve gastritis (1), midden rang mild actieve gastritis (2). C. hematoxyline en eosine gekleurde paraffine coupes van 13 weken na infectie, representatieve beelden van niet-geïnfecteerde muizen behandeld met alleen vehikel (V), niet geïnfecteerde muizen behandeld met NS398 (NS398) geïnfecteerde muizen (V + Hp
), en geïnfecteerde muizen behandeld met NS398 (NS398 + Hp
). Door week 13 (17 weken na infectie), werd matig actieve gastritis waargenomen in zowel de V + Hp Kopen en NS398 + Hp
groepen. Vergroting 20 x, schaalbalk = 50 urn
RNA van dieren met gelijke scores en kolonisatie niveaus (3 muizen per groep) werden samengevoegd en gebruikt om de drie experimentele vergelijkingen uitvoeren. Niet-geïnfecteerde versus geïnfecteerde (V vs
V + Hp
), geïnfecteerde versus NS398 behandelde en geïnfecteerde (V + Hp vs
NS398 + Hp
), en niet-geïnfecteerde versus niet-geïnfecteerde en NS398 behandeld (V vs
NS398) (Figuur 2A). Het experiment was bedoeld om ons in staat stellen om genexpressie profielen te bepalen in de magen van muizen alleen of NS398 voertuig te ontvangen in het voertuig, en om deze te isoleren van de effecten van H. pylori
infectie. Figuur 2 Global genexpressie in het maagslijmvlies van muizen geïnfecteerd met H. pylori. A. Venn diagram dat de afbraak van differentieel tot expressie van genen (meer dan 3 vouwen omhoog of omlaag) over de periode van de studie. Het aantal genen passeren van de cut-off criteria is geïndiceerd voor elke experimentele vergelijking: Besmette versus niet-geïnfecteerde muizen (V vs
V + Hp
), geïnfecteerde muizen versus NS398 behandelde en geïnfecteerde muizen (V + Hp vs
NS398 + Hp
), en niet-geïnfecteerde muizen versus NS398 behandeld (V vs
NS398). Getallen tussen haakjes geven het aantal totale genen verschillend tot expressie gebracht in de drie experimentele vergelijkingen. B. Trend of seizoenplaatsen die globale genexpressie gemeten in de 3 experimentele vergelijkingen. Elk punt op de y-as geeft de gemiddelde expressieverhouding van genen passeren van de uitsluitingscriteria in week 6, 13 en 19 na de behandeling begint, d.w.z. één lijn vertegenwoordigt een gen. De 33-infectie gerelateerde genen die verschillend tot expressie werden gebracht als gevolg van NS398 behandeling zijn rood voor alle vergelijkingen. Cox-2 (Ptgs2) wordt aangegeven door de gele lijn. For global genexpressie in het maagslijmvlies van H. pylori geïnfecteerde muizen

RNA die in deze studie werd uit het maagslijmvlies
alleen en histologische analyses van magen aldus bereide bevestigd die spier of ander bindweefsel onderliggende mucosa werden niet inbegrepen in de preparaten (niet getoond). De veranderingen in genexpressie waargenomen in deze studie zijn derhalve zeer waarschijnlijk een transcriptionele respons beperkt tot die van maagepitheelcellen en de ontwikkeling lymfocytische infiltraten en granulocyten die chronische H. pylori infectie
kenmerken weerspiegelen. Cut-offs voor significante veranderingen in genexpressie werden bij p < 0,05 en drie veelvoudverandering [25].
In H. pylori geïnfecteerde muizen
, 385 genen voorbij de cutoff zoekcriteria ten minste eenmaal tijdens de studie (Figuur 2A). H. pylori
geïnfecteerde muizen die werden behandeld met NS398 had 160 differentieel tot expressie van genen. In muizen behandeld met alleen NS398, werden 140 genen die differentieel tot expressie (Figuur 2A). Met behulp van een subtractieve benadering, werden genen verdeeld in subgroepen als gevolg van de grote experimentele effecten:. H. pylori
infectie, Cox-2 onderdrukking, en Cox-2 onderdrukking tijdens infectie
Infectie met H. pylori
veroorzaakte een complex patroon van globale genexpressie tijdens de looptijd van het experiment (figuur 2B). Behandeling van geïnfecteerde muizen met NS398 tot een eigen signatuur genexpressie, die naast de effecten van infectie. Drieëndertig van de genen die verschillend tot expressie gebracht in geïnfecteerde muizen een resultaat van behandeling NS398 (rood gemarkeerd genen), naast een verdere 107 genen alleen in NS398 behandelde en geïnfecteerde muizen werden uitgedrukt. Op deze wijze wordt een subgroep van genen gedefinieerd Cox-2 afhankelijke genen werd vastgesteld. We onderverdeeld deze genen in subgroepen voor verdere analyse op basis van de Gene Ontology categorieën met behulp van de DAVID tool voor gen annotatie bij de NCBI http vergemakkelijken:... //David ABCC ncifcrf gov /. Tabel 1 bevat geselecteerde Cox-2 afhankelijke genen (een volledige lijst is te vinden in de aanvullende File 1, tabel S2). De meeste genen toonde een wisselend patroon uitdrukking die aangeeft dat controlemechanismen en de cumulatieve effecten van zowel infectie en Cox-2 onderdrukking spelen een rol in genexpressie dan time.Table 1 Experimenteel ontwerp
Week

-4 & -3
0
6
13
19
Muizen (n)
Vehicle alleen
(V )
17
Mock infectie
behandeling beginnen
5
6
6
NS398 (10 mg /kg)
(NS398)
17
mock infectie
behandeling beginnen
5
6
6
voertuig plus H. pylori
(V + Hp
)
24
Infect SS1
Treatment beginnen
8
8
8
NS398 (10 mg /kg) plus H. pylori
(NS398 + Hp
)
24
Infect SS1
Behandeling beginnen
8
8
8
Na ontvangst week 0 muizen dagelijks sc. injecties NS398 of vehikel alleen aangegeven. Muizen werden gedood bij 6. 13 en 19 weken na aanvang van de behandeling en H. pylori
kolonisatie (cfu), vervolgens werden pathologie scores bepaald en totaal RNA werd bereid.
Effect van NS398 op gastrische genexpressieprofielen
Eerdere studies op Cox-2 remmer NS398 in diverse in vitro en in vivo

modellen hebben aangetoond dat het een specifieke remmer van COX-2 activiteit met weinig of geen invloed op de nauw verwante, constitutief uitgedrukt Cox-1
[26, 27]. In onze studie, langdurige toediening bleken effecten op de expressie van genen die mogelijk zijn opgelost of gecompenseerd na enkele maanden, als een groot deel van de genen die up-gereguleerd waren na week 6 van de administratie niet anders uitgedrukt werden na week 13 (Figuur 2B en Tabel 1). Slechts 33 van de genen die werden beïnvloed door NS398 werden gereguleerd in reactie op infectie. Een volledige lijst van de genen gereguleerd als gevolg van de NS398 behandeling wordt getoond (Extra File 1, tabel S3. Belgique Om de 'subtractieve methode voor het classificeren van genen aan te vullen, gegevens werden geclusterd met behulp van een onbewaakte aanpak. Een self-ordering matrix (SOM) is gemaakt met alle Cox-2 afhankelijke genen, figuur 3 toont een SOM grafiek van het COX2-afhankelijke genen die in de studie (linker paneel), het rechter paneel toont een matrix van dezelfde genen om het effect van H geven .
pylori infectie alleen op dezelfde genen (zie ook tabel 2). over het algemeen heeft gereguleerde genen viel in de functionele groepen is gerelateerd aan epitheliale barrièrefunctie, proliferatie en onderhoud of ontsteking (samengevat in Figuur 3B) .table 2 voudige verandering in genexpressie van geselecteerde genen gereguleerd als gevolg van infectie met H. pylori Kopen en /of behandeling met de specifieke Cox-2 remmer NS398
SYMBOL
GENE NAAM
GENE ontologie Gids V vs V + Hp
V + Hp vs NS398 + Hp
V vs Ns398
6
13
19
6
13
19
6
13
19
Adn
adipsin
chymotrypsine, activiteit.
complement activation.
3.06
1.9
-1.32
-2.4
1.93
-1.07
-1.53
-2.56
-1.97
Akt3
thymoma viraal proto-oncogen 3
eiwit aminozuur phosphorylation
-1.52
6.68
-1.02
-1.09
1.28
1.33
-1.44
-1.03
-1.06
AV148957
Connexin 45
water transport
1.39
-3.25
-1.04
1.29
-1.11
1.39
1
1.09
-1.01
Ccl5
chemokine (CC motief) ligand 5
chemokine-activiteit.
Ontstekingsreactie
1.23
-1,13
3.01
1,08
-1,13 -1,54

-1,21
1.48
1.08
CRPD. DMBT1
verwijderd bij kwaadaardige hersentumoren 1 /crp ductin, muclin
scavenger receptor-activiteit.
tumor suppressor
4.15
-3.15
7.74
-2.64
-2.09
-2.15
1.78
1.28
-1
Gast
gastrin
hormone activiteit
6.37
-1,21
1.8
-8,41 -1,87

-1,01 1
-2,35
1.45
Hsp70-3
heat shock eiwitten 1A
chaperonne activity
5.3
-1.86
1.31
-5.41
1.13
-1.15
3.23
-1.35
1.11
Icsbp1
interferon consensus volgende bindend eiwit 1
immuunrespons;. transcriptie regulation
1
-1.31
3.36
1.19
1.23
-1.39
1
2.04
-1.37
Ifi47
interferon gamma induceerbare eiwit
ATP binding activity
1.3
-1.29
6.03
1.2
-1.13
-1.97
-1.85
-1.29
1.45
Ly75
lymphocyte antigen 75
verdediging reactie
1.23
-2,25
3,37
1,36
-1,15 1
1 1
1.39
Mup5
belangrijkste eiwit in de urine 5
feromonen bindende activiteit, vervoer, vervoerder activity
4.94
-1.08
3
-6.56
-1.23
-2.5
7.56
-1.5
1.31
Ptgs1
prostaglandin-endoperoxide synthase 1
prostaglandine biosynthesis
-1.36
-1.03
-1.02
1.16
1.03
1
1.26
1.47
1.12
Ptgs2
prostaglandin-endoperoxide synthase 2
prostaglandine biosynthesis
1.27
4.34
1.47
-1.02
1.17
1
-1.55
-1.24
-1.47
Odc
Ornithine decarboxlyase
carboxy- lyase activiteit
1.05
-1,69 -1,19

-1,34
-3,12 -1,11

1,94
-1,4
1,23
Slc7a11. CD98 licht
opgeloste stof carrier familie 7 lid 11. CD98 licht
kationische aminozuur transporter
1.37
3.42
1.19
1.09
2.24
1.33
-1.7
-1.64
-1.07
Tff1
trefoil factor 1
reactie op wounding
-2.94
5.57
-3.06
-2.28
9.16
-1.56
-1.37
-6.56
2.84
Tgtp
T-cell specifieke GTPase
GTP-bindende activiteit
1.26
-1,24
8.29
1.55
-1,17 -2,72

-1,37
1.31
1,43
de Gene Ontology (GO) classificatie geeft aan genfunctie. Een volledige lijst van de expressie van alle genen in de studie is te vinden in de aanvullende File 1, Tables S1-3.
Figuur 3 expressie patroon van Cox-2 afhankelijke . A. genen Tweedimensionaal zelfordening matrix (SOM) cluster geeft relatieve expressie van Cox-2 afhankelijke genen die in deze studie (p > 0,05). op- of neer-regeling worden aangegeven met rood of blauw shading respectievelijk. Black arcering geeft soortgelijke genexpressie in beide monsters. de rechter paneel toont de cluster afgeleid van het genexpressie patroon in NS398 behandelde muizen (V + Hp
vs NS398 + Hp
). het linker paneel toont de . expressie van dezelfde genen in geïnfecteerde muizen (unclustered) Gene functies en literatuurreferenties H. pylori infectie
relevant zijn weergegeven in Tabel 3. genen monteren van de belangrijkste functionele categorieën worden gemarkeerd met kleur: proliferatie /apoptose (lichtblauw ), epitheliale integriteit (oranje), ontstekingsreactie (rood) en de maag fysiologie (groen) B. Diagram samenvatting van de totale fysiologische effect van Cox-2 afhankelijke genen gedurende de looptijd van het experiment, worden gen categorieën gekleurd zoals in A.
Bevestiging van de expressie van de geselecteerde Cox-2 afhankelijke genen Ondernemingen De gemiddelde verandering in de expressie van COX1 (Ptgs1) Kopen en COX2 (Ptgs2)
, en een selectie van COX2-afhankelijke genen die betrokken zijn bij ontstekingen (intracellulaire adhesie molecuul 1, Icam1
; Transformerende groeifactor b1, TGFB1
), maag-functie (Gastrine, Gast
), barrièrefunctie (Aquaporin 5, AQP5;
tight junction eiwit 1, Tjp1
) en proliferatie /carcinogenese (ornithinedecarboxylase , Odc1
) werd bepaald voor individuele muizen op alle tijdstippen door real-time PCR (Extra File 1, Tabel S4). In 94% van de gevallen de verandering in expressie kan worden bevestigd (up- of down- geregeld over de drie-voudige afgesneden criteria).
In NS398 behandelde muizen,
de expressie van Tjp1 dramatisch toegenomen in de vroege stadia van de studie in vergelijking met geïnfecteerde muizen (Figuur 3). De muis EST homoloog aan connexine 45 (AV148957, Gja7) werd ook verlaagd in geïnfecteerde muizen, ongeacht NS398 behandeling als maag aquaporine AQP5 (figuur 3) was. Dit suggereerde dat Cox-2 inhibitie een effect heeft op de H. pylori
gemedieerde invloed van maag- barrièrefunctie Daarom onderzochten we deze verder een in vitro model
. Western blot analyse toonde aan dat infectie met H. pylori ook
tot verhogingen van Zona occludens 1 (ZO1, menselijke homoloog Tjp1) eiwitexpressie in vitro
in MKN28 maagepitheelcellen, en dat deze toename werd geremd in de aanwezigheid van NS398 (figuur 4A). Interessant is dat deze effect was onafhankelijk van de aanwezigheid van een intact type IV secretie systeem, of de aanwezigheid van het cytotoxine VacA, zoals H. pylori
deletiemutanten induceerden ook ZO1 expressie (Figuur 4B). Expressie van ODC verlaagd in cellen behandeld met MKN28 NS398 (figuur 4C) en was onafhankelijk van de aanwezigheid van een functionele type IV sectie apparatuur of VacA. Figuur 4 Cox-2 afhankelijke expressie van ZO1 en ornithinedecarboxylase in MKN28 cellen afhankelijke in H. pylori-infectie. A. Expressie van zona occludens-1 (ZO1) werd bepaald door western blot om 6 uur na infectie in MKN28 cellen met ofwel H. pylori
wild type P12 of isogene mutanten ontbreekt het gehele CAG PAI (PAI), of VacA (VacA). ZO1 werd opgereguleerd na infectie, ongeacht CagA PAI of VacA (boven), terwijl de expressie verlaagd in cellen behandeld met NS398 (lager). B. Expressie van ornithinedecarboxylase eiwit (ODC) werd niet beïnvloed door H. pylori
-infectie, maar werd verlaagd in de aanwezigheid van NS398.
Discussie
Het doel van deze studie was om onze kennis over het verbeteren rol van cyclooxygenase-2 in H. pylori
-triggered slijmvliesontsteking door het identificeren van nieuwe moleculaire downstream effectoren. De in vivo
benadering even taken heeft ook inzicht in de transcriptoom niveau in de complexe veranderingen die optreden als gevolg van de chronische inflammatoire respons op H. pylori infectie
en Cox-2-remming.
beide H. pylori
infectie en behandeling NS398 opgewekt unieke transcriptionele handtekeningen in het maagslijmvlies muizen, ondanks de gelijkenis pathologie scores en kolonisatie dichtheid tussen de verschillende groepen (figuur 1). Dit is interessant omdat in een ander rapport waarbij een model van mucosa geassocieerde lymfoïde weefsel lymphoma (MALT lymfomen), transcriptionele profielen in BALB /c muizen geïnfecteerd met H. heilmannii
werden vastgesteld na 12 tot 24 maanden, en de grote veranderingen genregulatie opgetreden in de vroege stadia van de ziekte (< 12 maanden, milde tot matige pathologie) [28]. Hierna clustering van de 300 meest differentieel tot expressie gebrachte genen toegestaan ​​scheiding van geïnfecteerde muizen in groepen vrijwel exact overeenkomt met hun pathologische karakterisatie. Gezien onze gegevens, zouden we concluderen dat tijdens de vroege ontwikkelingsfase van chronische actieve gastritis, standaard pathologie analyse niet kan detecteren subtiele, maar belangrijke veranderingen in de mucosa.
NS398 specifiek de activiteit van de Cox-2 remt eiwit, en veranderingen in Cox-2
genexpressie te verwachten wanneer geïnfecteerde muizen werden behandeld met een specifieke Cox-2 remmer, hetzij als gevolg van een mogelijke terugkoppelingsmechanisme waarbij PGE 2 [29], of een compensatiemechanisme voor de enzymatische remming overwinnen. Geen significante verandering in Cox-2
expressie werd waargenomen in vivo
echter de opvatting ondersteunt dat de expressie van de Cox-2
gen in de maag wordt bestuurd door een aantal factoren. Cox-2 tot expressie wordt gebracht door zowel inflammatoire en maagepitheelcellen [22] en de expressie ervan kan worden geregeld door verschillende mechanismen in verschillende celtypen.
We waren in staat om een ​​subset van genen die differentieel tot expressie als gevolg van cox identificeren -2 onderdrukking, aandacht voor de invloedssfeer van COX-inhibitoren in maagontsteking. Cox-2 afhankelijke genen viel in talrijke functionele categorieën, vooral die betrokken bij maag- fysiologie (zuursecretie, motiliteit), epitheel reparatie en proliferatie, en ontstekingsmediatoren.
Gastrine (Gast
) is een belangrijke mediator in de maag [30-34] en expressie in de mucosa sterk beïnvloed, niet alleen door infectie met H. pylori
, maar ook onderdrukking van Cox-2-activiteit (Figuur 3, Extra bestandstypen 1, Tabel S4). Naast zijn rol bij het reguleren van de maagzuursecretie, gastrine heeft trofische effecten en regelt proliferatie en reparatie in de mucosa. Inderdaad INS-GAS transgene muizen die lijden aan hypergastrinemia ontwikkelen carcinoom na infectie met H. pylori
[35]. De ontwikkeling van carcinoom is evenwel beperkt tot mannen in dit model [35]. Andere onderzoekers hebben ook waargenomen dat Cox-2 inhibitie beïnvloed gastrine expressie in een in vitro model
darmkanker [34] en in H. pylori
positieve maagkankerpatienten [36].
Overwegende expressie van de apoptose mediëren groei differentiatie factor 3 (GdF3
) en c-Myc (Mycs
) genen piek in week 13, de apoptose remmende gen clusterin (Clu
) sterk gedaald op dit tijdstip. Het geheel van genexpressie patroon suggereert een verandering in de snelheid van proliferatie /apoptose van het epitheel na 13 weken van infectie als gevolg van NS398 behandeling. Langere termijn studies zijn nodig om te bepalen of dit effect blijft of terugkeert. Een aantal genen die eerder zijn waargenomen te worden over-uitgedrukt in tumoren (Mycs, Clu
) [37], tumor suppressors (Patched, Ptch
), of op andere wijze betrokken bij metastase of DNA-herstel: bikunine ( AMBP
) [38], ornithinedecarboxylase gen (Odc
), Trefoil factor 1 (TFF1
) [39], insuline-achtige groeifactor (Igf2
) [40] en de DNA-reparatie eiwit 1 (DDB1
), werden differentieel tot expressie in NS398 behandelde geïnfecteerde muizen (Figuur 3). Het expressiepatroon is echter complex en een aantal bemiddelaars neiging te worden versterkt door Cox-2 onderdrukking, terwijl de meerderheid zijn downgereguleerd (figuur 3). Dit weerspiegelt waarschijnlijk een regulerende rol voor Cox-2 als deel van een netwerk van controlemechanismen voor epitheliale onderhoud. De Odc
gen bijvoorbeeld codeert voor een belangrijke regulerende enzym in de productie van polyaminen die essentieel zijn voor celproliferatie [41] en is aangetoond dat het een rol naast Cox-2 spelen bij de ontwikkeling van atrofische gastritis [42 zijn, 43]. Het is voorgesteld dat Cox-2 remmers Odc kan remmen, en zo verantwoordelijk voor de waargenomen anti-proliferatieve effecten van Cox-2 remmers [44]. Onze waarneming van dalingen in Odc expressie als gevolg van NS398 behandeld H. pylori
infectie bij zowel in vivo en in vitro

studies (tabel 1 en figuur 4C) is in overeenstemming met dit begrip.
Helicobacter
infectie is sterk geassocieerd met de inductie van een Th1-type sterke ontstekingsreactie, met hoge niveaus van IFNy, die expressie van andere inflammatoire mediatoren zoals iNOS en Cox-2
, alsmede circulerende groeifactoren induceert zoals gastrine [45]. De opvatting ondersteunt dat IFNy speelt de sleutelrol bij het aantrekken en activeren van lymfocyten [46, 47], observeerden we dat expressie van T-celoppervlak merkers Icam1
[48, 49] en CD86 Kopen en liganden (verkopen
) [50] een piek in week 13 in geïnfecteerde muizen. Interferon afhankelijke GTPases (Igtp
, IIGP hangende
) regelen de antimicrobiële activiteiten van IFNy in een STAT1 afhankelijke wijze [51, 52], en de expressie werd drastisch verlaagd NS398 behandelde muizen eind de studie. Totale remming van COX-2 activiteit leidde tot een verminderde expressie van ontstekingsmediatoren tussen weken 13 en 19 (figuur 3); Interessant is dat deze wijziging niet tot uiting in de pathologie scores. Cox-2 is aangetoond dat de Th1 /Th2 balans in ontstekingsreacties en inhibitie van cox-2 middels NS398 moduleren tot een polarisatie van de respons in vitro
gestimuleerde humane PBMCs richting Th1 [53]. De auteurs gepostuleerd dat chronische expressie van Cox-2 en de productie van PGE2 resulteert in een remming van de doeltreffendheid van de mucosale immune respons door het verbeteren van een toestand van tolerantie. Het genexpressiepatroon we waargenomen hier inderdaad overeen met een effect van Cox-2-remming op de ontstekingsreactie (zie Figuur 3 en Tabel 1), hoewel de verandering in expressie van klassieke Th1 /Th2 mediatoren zoals IL-12, I-10 en IL-4 niet significant in onze studie.
infectie met H. pylori
is gemeld epitheliale integriteit en verscheidene mogelijke mechanismen beschadigen hiervoor zijn beschreven (beschreven door [54]). CagA, een belangrijke H. pylori
pathogeniteit factor, wordt translocatie in epitheelcellen via het type IV secretie apparaat [55, 56]. Studies in een hoektand niercel model (MDCK) toonde aan dat CagA associeert met de tight junction adapter eiwit zona occludens 1 (ZO-1, muis homoloog -tight junction eiwit 1, Tjp1) en de junctional adhesie molecuul (Jcam of Jam), wat leidt om een ​​langdurige verstoring van de epitheliale barrièrefunctie in vitro
[57]. Terwijl we waargenomen verhoogde expressie van Tjp1
op het transcriptionele niveau NS398 behandelde geïnfecteerde muizen, werd Jcam
meningsuiting niet beïnvloed. Bovendien, een EST met homologie met connexine 45 (AV148957, Gja7
) en AQP5
beïnvloed door H. pylori infectie
ongeacht NS398 behandeling (figuur 3). Aangezien zowel connexine 45 en AQP5 staan ​​bekend om een ​​rol bij intercellulaire transport van water en kleine moleculen spelen en er is experimenteel bewijs dat connexine 45 interageert direct met Tjp1 [58, 59], lijkt het erop dat Cox-2 heeft ook een rol bij de handhaving van waterbalans in de maag epitheel. Dit idee wordt ondersteund door onze in vitro
opmerkingen van cox-2 afhankelijke stijging Zo-1 eiwitexpressie in MKN28 cellen. Anders dan de verslagen van Amieva et al. [57] dit effect was niet gerelateerd aan de CagA status van H. pylori
(figuur 4). Barrièrefunctie effecten in het muismodel zijn in ieder geval niet waarschijnlijk als gevolg van de acties van CagA te zijn, want hoewel we vonden dat H. pylori
SS1 uitgedrukt CagA eiwit, waren we niet in staat om translocatie te sporen in zowel in vitro
of in vivo
experimenten (gegevens niet getoond). Daarom lijkt het erop dat H. pylori
infectie heeft extra mechanismen om epitheliale integriteit te beïnvloeden. Het is ook opmerkelijk dat een andere H. pylori
pathogene factor, vacuolating toxine (VacA) veroorzaakt vorming van met vocht gevulde vacuolen in epitheelcellen en bovendien, kan deze activiteit worden geremd in vitro
door NS398 behandeling [60] . Aangezien de maag aquaporine AQP5 tot expressie wordt gebracht op de laterale intercellulaire membranen in de maag crypten [59], speculeren we dat dit porie wordt beïnvloed door wijzigingen in tight junction eiwitten, en speelt een rol bij de ontwikkeling van oedeem in het epitheel tijdens infectie.
Een aantal gepubliceerde rapporten hebben geprobeerd om licht te werpen op genregulatie in H. pylori
infectie met behulp van de microarray aanpak van de wereldwijde genexpressie te bestuderen in de maag epitheelcellen in vitro
[61-63] ( beoordeeld in [64]), rapporteren een snelle opwaartse regulatie van inflammatoire mediatoren en verschillende transcriptiefactoren aan de kenmerken van het expressiepatroon zijn.

• Bariatrische chirurgie en T2DM verbetering mechanismen: een wiskundig model
• Antimicrobiële werking van natuurlijke producten tegen Helicobacter pylori: een beoordeling