Identifiering av nya cyklooxygenas-2-beroende gener i Helicobacter pylori-infektion i vivo

identifiering av nya cyklooxygenas-2-beroende gener i Helicobacter pylori
infektion in vivo
abstrakt
Bakgrund
Helicobacter pylori
är en viktig avgörande faktor i patogenesen av benigna och neoplastiska gastric sjukdomar. Cyklooxygenas-2 (Cox-2) är den inducerbara nyckelenzymet av arakidonsyra metabolism och är en central mediator vid inflammation och cancer. Expression av Cox-2
genen uppregleras i magslemhinnan under H.pylori
infektion, men de pathobiological konsekvenserna av denna förbättrade Cox-2 expression har ännu inte karakteriserats. Syftet med denna studie var att identifiera nya gener nedströms Cox-2 i en in vivo
modell, och därmed identifiera potentiella mål för att studera rollen av COX 2 i H. pylori
patogenes och initiering av pre- cancerous förändringar.
Resultat
genuttryck profiler i magslemhinnan hos råttor som behandlats med en specifik COX-2-hämmare (NS398) eller vehikel analyserades vid olika tidpunkter (6, 13 och 19 wk) efter H. pylori
infektion. H. pylori
infektion påverkade uttrycket av 385 gener under försöksperioden, inklusive regulatorer av gastric fysiologi, spridning, apoptos och mucosal försvar. Under förhållanden med Cox-2-hämning, var 160 målgener regleras som en följd av H. pylori
infektion. Cox-2-beroende delmängd ingår de påverkar gastric fysiologi (Gastrin, Galr1
), epitelial barriärfunktion (Tjp1, connexin45, Aqp5
), inflammation (Icam1
), apoptos (Clu
) och proliferation (Gdf3, IGF2
). Behandling med NS398 ensam orsakade differentiellt uttryck av 140 gener, 97 som var unik, vilket indikerar att dessa gener regleras under förhållanden med basal Cox-2-uttryck.
Slutsats
Denna studie har identifierat en panel av nya Cox-2 beroende gener påverkas i både normala och inflammatoriska tillstånd inducerade av H. pylori
infektion. Dessa data ger viktiga nya kopplingar mellan Cox-2 och inflammatoriska processer, epitelial reparation och integritet.
Bakgrund
Helicobacter pylori
infektion i samband med en rad olika magsjukdomar inklusive kronisk gastrit, magsår, slemhinna i samband lymfatisk vävnad (MALT) lymfom, och magcancer [1, 2]. Patogeniciteten av bakterien bestäms genom epidemiologiska influenser samt bakterie- och värdfaktorer [1, 3]. Bakteriell kolonisering av magslemhinnan leder till utveckling av en kronisk inflammatorisk infiltrat, som åtföljs av ökad frisättning av inflammatoriska mediatorer, tillväxtfaktorer och reaktiva syremetaboliter [2, 4].
Inducerbara Cox-2-enzym och dess konstitutivt uttryckt isoformen COX-1 är viktiga regulatorer av mänsklig prostaglandin metabolism [5-7]. Slutprodukterna av deras enzymatiska aktivitet innefattar en panel av prostaglandiner och tromboxaner, som har identifierats som kritiska regulatorer av grundläggande fysiologiska och patologiska processer, inklusive trombocytaggregation, förlossning, T-cellutveckling, inflammation och cancer [5-7]. Cox-2 enzymatisk aktivitet är till stor del regleras genom de novo
syntes av cox-2-protein [5, 6].
I magen, förbättrade Cox-2 Review uttryck har vid H. pylori
-triggered gastrit samt i slemhinnor spänningsskador, gastroduodenalsår och efter ischemi /reperfusion skada [8-10]. Cox-2 och dess relaterade prostanoider verkar också att bidra till patogenesen av magcancer. Magcancer och premaligna slemhinneskada ofta över uttrycka Cox-2 Review genen [11-14], och förhöjda intratumorala Cox-2 nivåer verkar vara förknippade med djupare tumörinvasion [15] och en ökad frekvens av lymfatisk metastas [ ,,,0],16]. Dessutom har Cox-2-hämmare visat sig potent hämma proliferation av humana gastriska cancerceller in vitro
[1, 17, 18] såväl som experimentella gastriska adenokarcinom i nakna möss [17]. Nyligen har dock ett antal rapporter utmanade uppfattningen att denna anti-tumöraktivitet beror på hämning av COX-2 i sig [19]. Individer som tar Cox-hämmare har rapporterats visa en minskad risk för att utveckla magcancer [20], men de rapporterade kardiovaskulära biverkningar som förknippas med kronisk Coxiber administration innebär att klinisk användning av COX-hämmare för anti-cancerframkallande behandling är kontroversiell (Omdömet i [21]) Redovisning av Cox-2 Review genen.
förefaller därför vara ett viktigt steg i patogenesen av godartade och elakartade gastric sjukdomar och därför klargörande inte bara av sitt bidrag till H. pylori
-beroende patogenes, men även de efterföljande effekterna av Cox hämmande läkemedel är av särskild klinisk betydelse.
Vi har tidigare visat att H. pylori
kan direkt påverka uttrycket av Cox-2 Review i gastric epitelceller genom transkriptionsmekanismer och identifierade MAPK-ERK-beroende aktivering av en proximala cis
-regulatory CRE-EBOX elementet som ett viktigt steg i H. pylori
respons av Cox-2 Review genen [22] . Även om dessa resultat bekräftar den patofysiologiska länken mellan bakterien och Cox-2 Review ytterligare molekylära effektorer belägen nedströms Cox-2 under gastric H. pylori
infektion förblev oidentifierade.
Här analyserade genuttryck i magsäcken epitel hos möss som behandlats med Cox-2 specifik hämmare NS398, vid olika tidpunkter efter H. pylori
infektion med hjälp av mikromatris och kunde definiera genuttrycksprofilerna regleras av H. pylori
genom Cox-2-beroende och oberoende mekanismer.
Resultat
Bestämning av koncentration Cox-2-inhibitor
för att bestämma den lämpliga koncentrationen av inhibitor i vårt H.pylori
infektionsmodell, PGE2-nivåer mättes i magslemhinnan efter H. pylori
infektion i närvaro eller frånvaro av Cox-2-hämning med NS398. Infekterade möss visade en ökning på 50% i PGE2 nivå i magslemhinnan. Behandling av infekterade möss med NS398 (10 mg /kg) ledde till en minskning av PGE2 sådan att den inte skiljer sig från kontrollgruppen (data visas ej). Vi drog därför slutsatsen att en dos av 10 mg /kg var tillräckligt för att undertrycka Cox 2-aktivitet i närvaro av en H. pylori
infektion.
Långvarig administrering av specifika COX-2-hämmare NS398 påverkar inte signifikant bakterie kolonisering eller inflammatoriska poäng
Alla möss i de infekterade grupperna koloniserades med H. pylori
, som bestäms genom kvantitativ kultur. Bakteriehalten ökade endast något under perioden mellan 6 och 19 veckor (Figur 1A). Administration av NS398 verkade inte ha någon signifikant effekt på bakteriell kolonisering. Infektion med H. pylori
orsakade en låg till mellanstadiet gastrit i infekterade möss som tenderade att öka i svårighetsgrad över tiden, men ledde inte till sårbildning eller tecken på metaplasi (se figur 1B och figur 1C för jämförelser av möss i varje grupp vid vecka 13). Dessa observationer är i överensstämmelse med rapporter från andra studier där möss infekterade för liknande tidsperioder [23, 24]. Histologisk analys visade administrering av fordon och NS398 enbart inducerar en låggradig gastrit över tiden (Figur 1B). Figur 1 Administrering av den specifika COX-2-inhibitor NS398 påverkar inte signifikant bakteriell kolonisering eller inflammatoriska betyg. A. Behandling med NS398 påverkar inte H. pylori
kolonisering i C57 BL /6 möss. CFU hämtas från magarna av individuella möss vid 6, 13 och 19 veckor efter infektion (fyllda cirklar). B. Fördelning av patologi poäng i infekterade och kontrollmöss. Patologi bedömdes enligt Sydney systemet på följande sätt: ingen inflammation (0), låg kvalitet, icke yrkesverksamma gastrit och låg grad mild aktiv gastrit (1), mellanstadiet mild aktiv gastrit (2). C. Hematoxylin och Eosin färgade paraffinsektioner från 13 veckor efter infektion, representativa bilder från icke-infekterade möss behandlade med endast vehikel (V), icke-infekterade möss behandlade med NS398 (NS398), infekterade möss (V + Hp
), och infekterade möss behandlade med NS398 (NS398 + Hp
). Genom vecka 13 (17 veckor efter infektion), var måttlig aktiv gastrit observerats i både V + Hp Mössor och NS398 + Hp
grupper. Ursprunglig förstoring 20 ×, skala bar = 50 ^ m
RNA från djur med liknande poäng och koloniseringsnivåer (3 möss per grupp) slogs samman och användes för att utföra de tre experimentella jämförelser.: Ej infekterade versus infekterade (V vs
V + Hp
), infekterade versus NS398 behandlade och infekterade (V + Hp vs
NS398 + Hp
), och icke-infekterade respektive icke-infekterade och NS398 behandlade (V vs
NS398) (Figur 2A). Experimentet utformades för att göra det möjligt för oss att bestämma genuttrycksprofilerna i magen på möss som fick enbart vehikel eller NS398 i fordonet, och att isolera dessa från effekterna av H. pylori
infektion. Figur 2 Global genuttryck i magslemhinnan hos möss som infekterats med H. pylori. A. Venn diagram som illustrerar uppdelningen av differentiellt uttryckta gener (mer än 3 fälla upp eller ner) under perioden av studien. Antalet gener som passerar cut-off kriterier anges för varje experimentell jämförelse: Infected respektive icke-infekterade möss (V vs
V + Hp
), infekterade möss kontra NS398 behandlade och infekterade möss (V + Hp vs
NS398 + Hp
), och icke-infekterade möss versus NS398 behandlas (V vs
NS398). Siffror inom parentes anger antalet totala generna olika uttryck i de tre försöks jämförelser. B. Trend diagram som representerar globala genuttryck mätt i 3 experimentella jämförelser. Varje punkt på y-axlarna representerar medeluttrycksförhållandet för gener som passerar cut-off kriterier vid vecka 6, 13 och 19 efter behandlingen påbörjas, det vill säga en rad representerar en gen. De 33 infektionsrelaterade gener som på olika sätt uttryckt som ett resultat av NS398 behandling är markerade i rött för alla jämförelser. Cox-2 (Ptgs2) indikeras av den gula linjen.
Global genuttryck i magslemhinnan av H. pylori
infekterade möss
RNA användes i denna studie var extraherade från magslemhinnan
bara, har och histologiska analyser av magarna bereds på detta sätt bekräftat att muskel eller annan bindväv som ligger till grund slemhinnan inte ingick i våra beredningar (ej visad). De förändringar i genuttryck som ses i denna studie är därför högst sannolikt att återspegla en transkriptions svar begränsas till det av gastric epitelceller och utvecklings lymfatisk och granulocytiska infiltrat som kännetecknar kronisk H. pylori
infektion. Cut-offs för betydande förändringar i genuttryck sattes vid p < 0,05 och tre gånger förändring [25].
I H. pylori
infekterade möss, 385 gener passerade cut off kriterier vid åtminstone en gång under studien (Figur 2A). H. pylori
infekterade möss som behandlades med NS398 hade 160 differentiellt uttryckta gener. Hos möss som behandlats med enbart NS398 var 140 gener differentiellt uttryckt (Figur 2A). Med hjälp av en subtraktiv metod har gener delas in i undergrupper som återspeglar de stora experimentella effekter:. H. pylori
infektion, Cox-2 undertryckning, och Cox-2 undertryckande under infektion
Infektion med H. pylori
inducerade en komplext mönster av genuttryck under perioden av experimentet (Figur 2B). Behandling av infekterade möss med NS398 resulterade i en distinkt genexpression signatur, som var ett tillägg till effekten av infektionen. Trettiotre av de gener som på olika sätt som uttrycks i infekterade möss var ett resultat av NS398 behandling (röd markerade gener), utöver ytterligare 107 gener uttrycks endast i NS398 behandlade och infekterade möss. På detta sätt en undergrupp av gener definierade Cox-2-beroende gener bildades. Vi delas dessa gener i undergrupper för att underlätta ytterligare analys baserad på Gene Ontology kategorier med DAVID verktyg för gen annotation i NCBI http:... //David ABCC ncifcrf gov /. Tabell 1 innehåller utvalda Cox-2-beroende gener (kan en fullständig lista återfinns i kompletterande fil 1, tabell S2). De flesta gener visade en fluktuerande uttrycksmönster indikerar att kontrollmekanismerna och de kumulativa effekterna av både infektion och Cox-2 undertryckande spela en roll i genuttryck över time.Table en Experimentell design
Week
vid -4 & -3
0
6
13
19
Möss (n) katalog fordon endast
(V ) katalog 17
Mock infektion
Behandling börjar
5
6
6
NS398 (10 mg /kg) Review (NS398) Review 17
mock infektion
behandling börjar
5
6
6
fordon plus H. pylori
(V + Hp
) katalog 24
Infect SS1
Behandling börjar
8
8
8
NS398 (10 mg /kg) plus H. pylori
(NS398 + Hp
) katalog 24
Infect SS1
Behandling börjar
8
8
8
Efter mottagen vecka 0 möss dagligen sc. injektioner av NS398 eller vehikel såsom anges. Möss dödades vid 6. 13 och 19 veckor efter behandlingsstart och H. pylori
kolonisering (cfu), sedan patologi poäng bestämdes och total RNA framställdes.
Effekt av NS398 på gastric genuttrycksprofilerna
Tidigare studier av COX-2-inhibitor NS398 i en mängd olika in vitro
och in vivo
modeller har visat att det är en specifik inhibitor av COX-2-aktivitet med ringa eller ingen effekt på nära besläktade, konstitutivt uttryckta Cox-1
[26, 27]. I vår studie visade långtidsadministrering att få effekter på genuttryck som kan ha lösts eller kompenseras efter flera månader, eftersom en stor del av de gener som var upp-reglerade efter vecka 6 av förvaltningen inte var annorlunda uttryckt efter vecka 13 (figur 2B och tabell 1). Endast 33 av de gener som påverkas av NS398 också regleras som svar på infektion. En fullständig lista över de gener som regleras som en följd av NS398 behandling visas (Ytterligare File en tabell S3.
Som ett komplement till "subtraktiv" metod för att klassificera gener, var uppgifter grupperade med hjälp av en obevakad metod. En själv beställning matris (sOM) skapades genom att använda alla Cox-2-beroende gener, Figur 3 visar en sOM-plot av COX-2-beroende gener som identifierades i studien (till vänster), visar den högra panelen en matris av samma gener för att indikera effekten av H . pylori
infektion ensam på samma gener (se även tabell 2). i stort sett föll de reglerade generna i funktionella kategorier vara relaterade till epitel barriärfunktion, spridning och underhåll eller inflammation (sammanfattas i figur 3B) .table 2 faldig förändring i genexpression av utvalda gener som regleras som ett resultat av infektion med H. pylori
och /eller behandling med den specifika COX-2-inhibitor NS398
SYMBOL
Gennamn
GENE ONTOLOGI
V vs V + Hp
V + Hp vs NS398 + Hp
V vs Ns398
6
13
19
6
13
19
6
13
19
Adn
adipsin
kymotrypsin, aktivitet.
komplement activation.
3.06
1.9
-1.32
-2.4
1.93
-1.07
-1.53
-2.56
-1.97
Akt3
thymoma viral proto-onkogen 3
proteinaminosyra phosphorylation
-1.52
6.68
-1.02
-1.09
1.28
1.33
-1.44
-1.03
-1.06
AV148957
Connexin 45
vatten transport
1.39
-3.25
-1.04
1.29
-1.11
1.39
1
1.09
-1.01
Ccl5
chemokine (CC-motivet) ligand 5
kemokin-aktivitet.
Inflammatorisk respons
1,23
-1,13
3,01
1,08
-1,13
-1,54
-1,21

1,48 1,08
konventionen. Dmbt1
bort i elakartade hjärntumörer 1 /CRP ductin, muclin
scavenger receptoraktivitet.
tumör suppressor
4.15
-3.15
7.74
-2.64
-2.09
-2.15
1.78
1.28
-1
Gast
gastrin
hormone aktivitet
6,37
-1,21
1,8
-8,41
-1,87
-1,01 1
-2,35
1,45
Hsp70-3
värmechockprotein 1A
kaperon activity
5.3
-1.86
1.31
-5.41
1.13
-1.15
3.23
-1.35
1.11
Icsbp1
interferon konsensus seq bindande protein 1
immunsvar;. transkription regulation
1
-1.31
3.36
1.19
1.23
-1.39
1
2.04
-1.37
Ifi47
interferon gamma inducerbart protein
ATP-bindning activity
1.3
-1.29
6.03
1.2
-1.13
-1.97
-1.85
-1.29
1.45
Ly75
lymphocyte antigen 75
försvar svar
1,23
-2,25
3,37
1,36
-1,15 1
1 1
1,39
Mup5
större urin protein 5
feromon bindningsaktivitet, transport, transporter activity
4.94
-1.08
3
-6.56
-1.23
-2.5
7.56
-1.5
1.31
Ptgs1
prostaglandin-endoperoxide syntas en
prostaglandin biosynthesis
-1.36
-1.03
-1.02
1.16
1.03
1
1.26
1.47
1.12
Ptgs2
prostaglandin-endoperoxide syntas 2
prostaglandin biosynthesis
1.27
4.34
1.47
-1.02
1.17
1
-1.55
-1.24
-1.47
Odc
Ornithine decarboxlyase
karboxi- lyasaktivitet
1,05
-1,69
-1,19
-1,34
-3,12
-1,11
1,94
-1,4
1,23
Slc7a11. cd98 ljus
löst ämne bärare familj 7 elementet 11. CD98 ljus
katjonisk aminosyra transporter
1.37
3.42
1.19
1.09
2.24
1.33
-1.7
-1.64
-1.07
Tff1
trefoil faktor 1
svar på wounding
-2.94
5.57
-3.06
-2.28
9.16
-1.56
-1.37
-6.56
2.84
Tgtp
T-cell specifik GTPas
GTP-bindande aktivitet
1,26
-1,24
8,29
1,55
-1,17
-2,72
-1,37
1,31
1,43
den Gene ontologi (GO) klassificering indikerar genfunktion. En fullständig lista över expressionsnivån av alla gener i studien återfinns i kompletterande fil 1, Bord S1-3.
Figur 3 expression mönster av Cox-2-beroende . gener A. Två-dimensionell själv beställning matris (sOM) kluster visar relativ uttrycksnivå av alla COX-2-beroende gener som identifierades i denna studie (p > 0,05). upp- eller ner-reglerna anges med röd eller blå skuggning respektive. Svart skuggning indikerar liknande genuttryck i båda proven. den högra panelen visar klustret härrör från genuttrycket i NS398 behandlade möss (V + Hp
vs NS398 + Hp
). visar den vänstra panelen . uttryck av samma gener i infekterade möss (icke-klustrade) genfunktioner och litteraturreferenser som är relevanta för H. pylori
infektion visas i tabell 3. gener som passar de mest framstående funktionella kategorier är markerade med färg: spridning /apoptos (ljusblå ), epitelial integritet (orange), inflammatoriskt svar (röd) och gastric fysiologi (grön) B. Diagram sammanfattar den totala fysiologiska effekten av Cox-2 beroende gener under perioden av försöket, är genen kategorier färgade som i A.
Bekräftelse av uttryck av utvalda Cox-2 beroende gener
genomsnittlig förändring av uttrycksnivån av COX1 (Ptgs1) Review och COX-2 (Ptgs2) Review, och ett urval av COX2-beroende gener som är involverade i inflammation (intracellulär adhesionsmolekyl 1, Icam1
; Transformerande tillväxtfaktor b1, Tgfb1
), gastrisk funktion (Gastrin, Gast
), barriärfunktionen (Aquaporin 5, Aqp5,
Täta fogar protein 1, Tjp1
) och proliferation /cancer (Ornitindekarboxylas , Odc1
) bestämdes för individuella möss vid alla tidpunkter genom realtids-PCR (Ytterligare File en tabell S4). I 94% av fallen förändringen i uttryck kunde bekräftas (upp- eller ned- regleras över den trefaldiga avskurna kriterier).
I NS398 behandlade möss,
uttrycket av Tjp1 dramatiskt ökat under de tidiga stadierna av studien jämfört med infekterade möss (figur 3). Musen EST homolog med connexin 45 (AV148957, Gja7) minskade också i infekterade möss, oavsett NS398 behandling, som var en gastric aquaporin Aqp5 (Figur 3). Detta antydde att Cox-2-hämning har en effekt på H. pylori
medierad påverkan av gastrisk barriärfunktion, därför har vi undersökt detta ytterligare i en in vitro
modell. Western blot-analys visade att infektion med H. pylori också
lett till ökningar i Zona occludens en (ZO1, Human homolog till Tjp1) proteinuttryck in vitro
i MKN28 gastric epitelceller, och att denna ökning hämmades i närvaro av NS398 (Figur 4A). Intressant, denna effekt var oberoende av närvaron av en intakt typ IV sekretionssystem, eller förekomsten av cellgift Vaca, som H. pylori
deletionsmutanter inducerade också ZO1 uttryck (Figur 4B). Uttryck av ODC minskade hos MKN28-celler behandlade med NS398 (Figur 4C), och var också oberoende av närvaron av en funktionell typ IV partianordning eller VacA. Figur 4 Cox-2-beroende uttryck av ZO1 och Ornitindekarboxylas i MKN28 celler beroende på H. pylori-infektion. A. Expression av zona occludens-1 (ZO1) bestämdes genom western blöt vid 6 h efter infektion i MKN28-celler med antingen H. pylori
vildtyp P12 eller de isogena mutanter saknade hela cag PAI (PAI), eller VacA (VacA). ZO1 ades upp regleras efter infektion, oberoende av CagA PAI eller VacA (övre), medan uttrycket minskades i celler behandlade med NS398 (lägre). B. Expression av Ornitindekarboxylas protein (ODC) påverkades inte av H. pylori
infektion, men minskade i närvaro av NS398.
Diskussion
Syftet med denna studie var att öka kunskapen om roll cyklooxygenas-2 i H. pylori
-triggered slemhinneinflammation genom att identifiera nya nedströms molekylära effektorer. In vivo
metoden här har också gett insikt vid transkriptom nivå, in i de komplexa förändringar som sker som ett resultat av den kroniska inflammatoriska responsen på H. pylori
infektion och för att Cox-2-hämning.
både H. pylori
infektion, och NS398 behandling framkallade unika transkriptions signaturer i magslemhinnan hos möss, trots likheten i patologi poäng och kolonisering densitet mellan de olika grupperna (Figur 1). Detta är av intresse eftersom en annan rapport som använder en modell av mukosa-associerad lymfoid vävnad lymfom (MALT lymfom), transkriptions profiler i BALB /c-möss som infekterats med H. heilmannii
bestämdes efter 12 till 24 månader, och de stora förändringarna i genreglering inträffade i de tidigare stadierna av sjukdomen (< 12 månader, milda till måttliga patologi) [28]. Efter denna tid, klustring av de 300 mest differentiellt uttryckta gener tillät segregering av infekterade möss i grupper som motsvarar nästan exakt med deras patologiska karakterisering. Med tanke på våra data, skulle vi dra slutsatsen att under den fas av kronisk aktiv gastrit tidig utveckling, är standard patologi analysen inte kan upptäcka subtila, men viktiga förändringar i slemhinnan.
NS398 hämmar specifikt aktiviteten hos Cox-2 protein, och ändringar i Cox-2
genuttryck kan förväntas när infekterade möss behandlades med en specifik COX-2-hämmare, antingen som en följd av en möjlig återkopplingsmekanism som involverar PGE 2 [29], eller som en kompensationsmekanism för att övervinna den enzymatiska hämningen. Ingen signifikant förändring av Cox-2 Review expression observerades in vivo
emellertid, vilket stöder uppfattningen att uttrycket av Cox-2
genen i magen styrs av en mängd olika faktorer. Cox-2 uttrycks av både inflammatoriska och gastriska epitelceller [22] och dess uttryck kan regleras genom olika mekanismer i olika celltyper.
Vi kunde identifiera en undergrupp av gener som var differentiellt uttryckta som ett resultat av cox -2 dämpning, med fokus på omfattningen av påverkan av Cox-hämmare i gastric inflammation. Cox-2 beroende gener föll i många funktionella kategorier, främst de som är involverade i gastric fysiologi (syrasekre, rörlighet), epitelial reparation och spridning, och inflammatoriska mediatorer.
Gastrin (Gast
) är en viktig medlare i magen [30-34] och uttryck i slemhinnan starkt påverkas inte bara av infektion med H. pylori
, men även genom hämning av COX-2-aktivitet (Figur 3, ytterligare fil en tabell S4). Utöver sin roll i regleringen av magsyrasekretion, har gastrin trofiska effekter och reglerar proliferation och reparation i slemhinnan. Faktum INS-GAS transgena möss som lider av hypergastrinemia utveckla cancer efter infektion med H. pylori
[35]. Utvecklingen av karcinom är emellertid begränsad till män i denna modell [35]. Andra forskare har också observerat att Cox-2-hämning påverkas gastrin expression i en in vitro
kolorektal cancer modell [34] och även i H. positiva patienter pylori
magcancer [36].
Följande skäl uttryck av den apoptos mediertillväxtdifferentieringsfaktor 3 (Gdf3
) och c-Myc (Mycs
) gener nådde en topp vid vecka 13, den apoptos hämmande genen Clusterin (Clu
) minskade kraftigt vid denna tidpunkt. Tagna tillsammans, är genen uttrycksmönster tyder på en förskjutning i hastigheten för proliferation /apoptos av epitelet efter 13 veckor av infektion till följd av NS398 behandling. Långsiktiga studier skulle behövas för att avgöra om denna effekt fortsätter eller återkommer. Ett antal gener som tidigare har observerats att vara överuttryckt i tumörer (Mycs, Clu
) [37], tumörsuppressorer (Patched, Ptch
), eller på annat sätt är involverade i metastaser eller DNA-reparation: bikunin ( Ambp
) [38], ornitindekarboxylas-genen (ODC
), Trefoil faktor 1 (Tff1
) [39], insulinliknande tillväxtfaktor (IGF2
) [40] och DNA-reparationsproteinet ett (Ddb1
), var också differentiellt uttryckta i NS398 behandlade infekterade möss (Figur 3). Uttrycksmönstret var komplicerat dock, och vissa medlare tenderade att förbättras genom Cox-2 undertryckande, medan majoriteten var nedregleras (Figur 3). Detta återspeglar sannolikt en reglerande roll för Cox-2 som en del av ett nätverk av kontrollmekanismerna för epitelial underhåll. ODC
genen, till exempel, kodar för ett nyckelreglerings enzym i produktionen av polyaminer som är nödvändiga för cellproliferation [41] och har visat sig spela en roll vid sidan av Cox-2 i utvecklingen av atrofisk gastrit [42, 43]. Det har föreslagits att COX-2-hämmare kan hämma Odc, och på detta sätt vara ansvarig för de observerade anti-proliferativa effekterna av COX-2-hämmare [44]. Vår observation av minskningar i Odc uttryck som ett resultat av NS398 behandlade H. pylori
infektion både in vivo Mössor och in vitro
studier (Tabell 1 och Figur 4C) är i linje med denna uppfattning.
Helicobacter
infektion är starkt förknippat med induktion av en stark Th1-typ inflammatoriskt svar, med höga nivåer av IFNy, som inducerar uttryck av andra inflammatoriska mediatorer såsom iNOS och Cox-2 Review, och även cirkulerande tillväxtfaktorer såsom gastrin [45]. Stöd för uppfattningen att IFNy spelar en nyckelroll i att attrahera och aktivera lymfocyter [46, 47], observerade vi att uttryck av T-cellytmarkörer Icam1
[48, 49] och CD86 Mössor och ligander (Sell
) [50] nådde vecka 13 i infekterade möss. De beroende GTPaser interferon (Igtp
, Iigp sökta
) reglera antimikrobiella aktiviteter av IFNy i ett STAT1 beroende sätt [51, 52], och deras uttryck minskade dramatiskt i NS398 behandlade möss i slutet av studien. Övergripande, inhibition av Cox-2-aktivitet ledde till en minskad expression av inflammatoriska mediatorer mellan vecka 13 och 19 (figur 3); intressant denna förändring inte återspeglades i patologin poängen. Cox-2 har visat sig modulera Th1 /Th2 balans i inflammatoriska svar och hämning av COX-2 med användning av NS398 ledde till en polarisering i svaret av in vitro
stimulerade humana PBMC mot Th1 [53]. Författarna antog att kronisk expression av Cox-2 och produktionen av PGE2 resulterar i en hämning av effektiviteten i det mukosala immunsvaret genom att förstärka ett tillstånd av tolerans. Genen expressionsmönstret vi observerade här är faktiskt i överensstämmelse med en effekt av Cox-2-hämning på det inflammatoriska svaret (se figur 3 och tabell 1) även om de förändringar i expression av klassiska Th1 /Th2 mediatorer såsom IL-12, I-10 och IL-4 inte skiljer sig väsentligt i vår studie.
Infektion med H. pylori
har rapporterats skada epitelial integritet och flera potentiella mekanismer för detta har rapporterats (översikt i [54]). CagA, ett stort H. pylori
patogenicitet faktor, translokeras i epitelceller via typ IV sekreapparat [55, 56]. Studier på en hundnjurcellmodell (MDCK) visade att CagA associerar med snäva korsningen adapter protein zona occludens en (zo-1, mus-homolog -tight korsning protein 1, Tjp1) och Junktional adhesionsmolekyl (Jcam eller Jam), vilket till en långsiktig avbrott i epitelial barriärfunktion in vitro
[57]. Medan vi observerade ökat uttryck av Tjp1
på transkriptionsnivå i NS398 behandlade infekterade möss var Jcam
uttryck påverkas inte. Dessutom en EST med homologi till connexin 45 (AV148957, Gja7
) och Aqp5
påverkades av H. pylori
infektion oavsett NS398 behandling (Figur 3). Eftersom både connexin 45 och Aqp5 är kända för att spela en roll i intercellulär transport av vatten och små molekyler, och det finns experimentella bevis för att connexin 45 interagerar direkt med Tjp1 [58, 59], verkar det som Cox-2 har också en roll i upprätthållandet av vattenbalansen i det gastriska epitelet. Denna idé stöds av våra in vitro-
observationer av en COX-2-beroende ökning av Zo-1 proteinexpression i MKN28-celler. I motsats till rapporterna från Amieva et al. [57] denna effekt var inte relaterad till CagA status H. pylori
(Figur 4). Barriärfunktion effekter i musmodellen är i vilket fall som helst sannolikt att bero på de åtgärder CagA, som även om vi fann att H. pylori
SS1 uttryckte CagA-proteinet, kunde vi inte detektera translokation i antingen in vitro
eller in vivo
experiment (data ej visade). Därför förefaller det som H. pylori
infektion har ytterligare mekanismer för att påverka epitel integritet. Det är också anmärkningsvärt att en annan H. pylori
patogenicitet faktor, vakuoliserande toxin (VacA) orsakar bildning av vätskefyllda vakuoler i epitelceller och dessutom kan denna aktivitet inhiberas in vitro Musik av NS398 behandling [60] . Som gastric aquaporin Aqp5 uttrycks på sido och inter membran i mag kryptor [59], vi spekulerar att denna por påverkas av förändringar i Täta fogar proteiner, och att den spelar en roll i utvecklingen av ödem i epitel under infektion.
ett antal publicerade rapporter har försökt att belysa genreglering i H. pylori
infektion med hjälp av microarray metod för att studera genuttryck i gastric epitelceller in vitro
[61-63] ( översikt i [64]), rapporterar en snabb uppreglering av inflammatoriska mediatorer och en mängd av transkriptionsfaktorer för att vara kännetecken expressionsmönstret.

• Bariatric kirurgi och T2DM förbättring mekanismer: en matematisk modell
• Antimikrobiell aktivitet av naturliga produkter mot Helicobacter pylori: ett omdöme