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头花蓼对幽门螺旋杆菌相关性胃炎的细胞间隙连接通讯功能的影响



全 文 :头花蓼对幽门螺旋杆菌相关性胃炎的
细胞间隙连接通讯功能的影响
温丽娜1 罗昭逊1△ 莫非1 张姝1 张婉颖2 袁昌增2
(1.贵阳医学院医学检验学院,贵州 贵阳550004;2.贵阳医学院医学检验学院临检教研室,贵州 贵阳550004)
  摘 要 目的 探讨头花蓼对幽门螺旋杆菌相关性胃炎的胃黏膜上皮细胞株-GES-1细胞间隙连接通讯功能的
影响。方法 采用划痕标记荧光染料示踪技术检测不同比例(幽门螺旋杆菌与细胞之比为25∶1,50∶1,100∶1)的
幽门螺旋杆菌数对胃黏膜上皮细胞株-GES-1细胞作用24h后间隙连接通讯功能的影响。构建幽门螺旋杆菌相关
性胃炎(Helicobacter pylori-associated gastritis,HPAG)细胞模型基础上,采用划痕标记荧光染料示踪技术检测不
同浓度的头花蓼(8μg/mL、16μg/mL、32μg/mL、64μg/mL)作用24h后对幽门螺旋杆菌相关性胃炎的细胞间隙
连接通讯功能的影响。结果 (1)通过划痕标记荧光染料示踪技术检测结果表明细菌与细胞之比为50∶1作用24h
时,减弱了胃黏膜上皮细胞株-GES-1细胞间隙连接通讯功能(P<0.05);(2)通过划痕标记荧光染料示踪技术检测
结果表明头花蓼(64μg/mL)作用24h改善了幽门螺旋杆菌相关性胃炎细胞模型的细胞连接通讯功能(P<0.05)。
结论 头花蓼(64μg/mL)作用24h改善了幽门螺旋杆菌相关性胃炎细胞模型的细胞连接通讯功能,为头花蓼对
H.pylori相关性胃炎的抗菌、抗炎机制奠定了实验基础。
  关键词 头花蓼;  GES-1细胞;  幽门螺旋杆菌相关性胃炎;  划痕标记荧光染料示踪技术法
Effect of Polygonum capitatum to cel gap junction communication function on Helicobacter pylori associated gastritis
Wen Lina1,Luo Zhaoxun1△,Mo Fei 1,Zhang Shu1,Zhang Wanying2,Yuan Changzeng2.
1.The Laboratory Medicine Colege of Guizhou Medicine University,Guiyang 550004,China.2.Department of Clinical
Laboratory MedicineColege of Guizhou Medicine University,Guiyang 550004,China.
Abstract Objective To prepare the polygonum capitatum effected to gap junction intercelular communication
that among cels of helicobacter pylori correlation gastritis of gastric mucosa epithelial cel lines-GES-1cel.Meth-
od According to the scratch mark fluorescent tracer technology tested that several different proportions of helicobact-
er pylori(25∶1,50∶1,100∶1)effect gap junction communication function of gastric mucosa epithelial cel lines-
GES -1role after 24h,48h.After the model was successfuly copied,the scratch mark fluorescent tracer technology
tested different concentrations of headdress flower smartweed 8μg/mL,16μg/mL,32μg/mL,6μg/mL)effected
intercelular space connection communication function of Helicobacter pylori-associated gastritis.Result Through the
scratch mark fluorescent tracer technique shown that after the ratio of bacteria and cels of 50∶1effect 24h,the he-
licobacter pylori number decreased intercelular space connection communication function of gastric mucosa epithelial
cel-GES-1(P<0.05).It improved connected communication function of helicobacter pylori-associated gastritis
cels.When the concentration of polygonum capitatum was 64μg/mL;which was confirmed by the scratch mark flu-
orescent tracer technology(P<0.05).ConclusionIt improved connected communication function of helicobacter pylo-
ri-associated gastritis cels.When the concentration of polygonum capitatum was 64μg/mL it built the foundation
experiment of polygonum capitatum to H.p ylori correlation gastritis of antibacterial,anti-inflammatory mechanism.
  Keywords Polygonum Capitatum;  GES-1;  Helicobacter pylori-associated gastritis;  SDLT
  基金项目:本课题系高等学校特色专业建设点[No:(2010)15];
贵州省科技厅、贵阳医学院联合基金资助项目[黔科合LG(2012)
054号];贵州省科技厅、贵阳医学院联合基金资助项目[黔科合
LG(2012)012号];贵州省科技计划课题[黔科合J字(2014)2027
号];2014年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目
(201410660014)
△通信作者,Email:393775420@qq.com
  中图分类号:R573.3,R466  文献标识码:A  文章编号:1000-744X(2015)03-0198-05
  doi:10.3969/j.ISSN.1000-744X.2015.03.002
  幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)感
染已被确认为在人类胃、十二指肠疾病发生发展中
起重要作用[1]。有研究表明[2-4]H.pylori降低胃黏
膜上皮细胞株-GES-1细胞间隙连接通讯(gap junc-
tion intercelular communication,GJIC)功 能。
·891· Guizhou Medical Journal,2015,Vol.39,No.3
GJIC功能在细胞增殖、分化、内环境稳定过程中起
着重要的调控作用[5]。前期实验表明头花蓼水提物
对 H.pylori有较好的抑菌效果,同时具有影响幽门
螺杆菌相关性胃炎细胞模型增殖、分化作用。本研
究以幽门螺旋杆菌相关性胃炎(Helicobacter pylo-
ri-associated gastritis,HPAG)上皮细胞为研究对
象,观察头花蓼对 HPAG上皮细胞GJIC功能的影
响。为揭示头花蓼对 HPAG作用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 材料 来源于人永生化胃黏膜上皮细胞
(GES-1),购于北京肿瘤研究所。头花蓼浸膏由王
子厚教授(原国家药检局新药审评中心研究员)提
供。幽门螺杆菌采用国际标准株 ATCC700392菌
株(CagA+及VacA+),由中国疾病控制中心传染
病所张建中教授惠赠。
1.2 主要试剂及仪器 高糖DMEM 培养基,胎牛
血清,谷氨酰胺(Amresco公司),四唑盐(北京奇华
盛生物技术有限公司),荧光黄染料(Sigma公司),
人IL-8定量分析酶联免疫检测试剂盒(上海巧伊生
物科技有限公司);三气培养箱,PCS-150型 CO2
细胞培养箱(日本三洋株式会社),倒置显微镜(日本
Olympus公司),酶标仪(BIO-xMark)。
1.3 方法
1.3.1 胃黏膜上皮细胞GES-1的培养 人胃黏膜
细胞系GES-1细胞复苏后置于细胞培养瓶内,以
DMEM为培养液(含10%胎牛血清,pH7.4),置
37℃、5%CO2、90%相对湿度培养箱中培养,隔天
更换培养液,每3d按1∶2比例传代。
1.3.2 H.pylori的培养及及定量 从-80℃冰箱
中取出标准菌株 H.pylori ATCC700392,室温溶解
后涂布均匀于哥伦比亚血琼脂平皿内,37℃恒温箱
内培养72h(5%O2、10%CO2、85%N2,相对湿度
95%以上 ),观察细菌生长情况并进行 H.pylori鉴
定实验。将鉴定结果均为阳性的细菌进行传代培
养。H.pylori在哥伦比亚琼脂血平板微需氧培养
72h后刮取菌落,加入到事先配制好的不含双抗的
DMEM培养液中混匀。使用酶标仪检测菌液 OD
值,将菌液稀释得到3×108 CFU/mL,15min内完
成。
1.3.3 划痕标记荧光染料示踪技术(SLDT)法检
测不同比例的幽门螺旋杆菌数对胃黏膜上皮细胞
株-GES-1细胞间隙连接通讯功能 用胰酶消化对
数期细胞,制成细胞悬液,细胞计数调其浓度为5.0
×104 个/mL。接种于6孔培养板,每孔体积2mL,
细胞过夜贴壁后,取出6孔培养板,弃去孔内原有的
培养基,GES-1细胞与 H.pylori按细菌/细胞比例
(25∶1、50∶1、100∶1)共培养24h后,弃原培养
基。然后 PBS清洗后弃净液体,加入含 Lucifer
Yelow(0.5mg/mL)的PBS液,每孔2mL,用锐利
刀刃轻轻划痕,放置60min,PBS清洗。最后用倒
置荧光显微镜观察摄像。
选4条划痕,每条选平滑处计数1个视野中带有
荧光的细胞个数及层数,通过观察荧光染料扩散的距
离及扩散的细胞数,反映细胞GJIC功能状况。结果
判断:(-):荧光染料只限于划痕边沿单列细胞;
(+):荧光染料向邻近传递2列细胞;(++):荧光染
料向邻近传递3列细胞;(+++):荧光染料向邻近
传递4列细胞及以上。荧光染料向邻近细胞传递列
数越大,扩散的细胞数越多,GJIC功能越强;反之,
GJIC功能越弱。
1.3.4 构建 HPAG细胞模型及鉴定 GES-1细胞
与H.pylori按细菌/细胞比例50∶1共培养24h后,
抽取上清进行快速尿素酶试验;H.pylori培养,并对
培养72h后的菌落进行鉴定;ELISA试验(根据试剂
盒的说明书操作)来鉴定HPAG细胞模型。
1.3.5 划痕标记荧光染料示踪技术检测不同浓度
的头花蓼对幽门螺旋杆菌相关性胃炎的细胞间隙连
接通讯功能 用胰酶消化对数期细胞,制成细胞悬
液,细胞计数调其浓度为5.0×104 个/mL。接种于
6孔培养板,每孔体积2mL,细胞过夜贴壁后,取出
6孔培养板,弃去孔内原有的培养基,GES-1细胞与
H.pylori按细菌/细胞比例50∶1共培养24h后,
加入不同浓度的头花蓼(8μg/mL 、16μg/mL、
32μg/mL、64μg/mL),培养24h后弃原培养基。
然后PBS清洗后弃净液体,加入含Lucifer Yelow
(0.5mg/mL)的PBS液,每孔2mL,用锐利刀刃轻
轻划痕,放置60min,PBS清洗。最后用倒置荧光
显微镜观察摄像。
2 结 果
2.1 SLDT法检测不同比例的幽门螺旋杆菌数对
胃黏膜上皮细胞株-GES-1作用24h后细胞间隙连
接通讯功能的影响 24h时对照组荧光染料通过
细胞间隙进入细胞,镜下细胞发黄绿荧光,荧光染料
向邻近细胞最远传递至4列(见图1),荧光扩散平
均细胞数(见表1);细菌与细胞之比为25∶1与对
照组比,荧光染料向邻近细胞传递情况(见图1),荧
·991·贵州医药2015年3月第39卷第3期
光扩散平均细胞数(见表1,P>0.05)无明显变化,
GJIC功能无明显改变。细菌与细胞之比为50∶1、
100∶1与对照组比荧光染料向邻近细胞传递减弱
(见图1),荧光扩散平均细胞数(见表1,P<0.05)
有明显变化,荧光扩散平均细胞数减少,GJIC功能
减弱。且图1所示细菌与细胞之比为100∶1时,细
胞大部分死亡且表1所示荧光扩散平均细胞数太
少。所以细菌与细胞之比为50∶1时,此幽门螺旋
杆菌数减弱胃黏膜上皮细胞株-GES-1细胞间隙连
接通讯功能。
图1 不同比例的幽门螺杆菌对GES-1细胞作用24h后GJIC功能的改变
表1 不同比例的幽门螺杆菌对GES-1细胞作用
24h后GJIC功能的改变
组别
荧光扩散平均细胞数
- + ++ +++
对照组 16.25  7.75  3.75  7.50
25∶1组 20.00  6.25  1.00  4.50
50∶1组* 20.00  1.75  0.75  0.00
100∶1组* 9.00  0.75  0.50  0.25
  注:与对照组比较,*P<0.05。
  综上所述,细菌与细胞之比为50∶1,作用24h
时,此幽门螺旋杆菌数明显减弱胃黏膜上皮细胞株-
GES-1细胞间隙连接通讯功能。
2.2 鉴定 HAG 细胞模型 通过对上清液进行
H.pylori微需氧培养、快速尿素酶试验阳性及IL-8
的检测,鉴定感染细胞模型,结果见图2所示检测的
OD值跟所含IL-8的浓度成线性关系,且50∶1的
OD值与对照组相比,P<0.05,数值差异有统计学
意义,所以细菌与细胞之比为50∶1,感染的细胞上
清中IL-8的浓度与对照组比,有统计学意义,感染
了人胃黏膜上皮细胞株-GES-1。H.pylori尿素酶
试验阳性。抽取的上清中有幽门螺杆菌生长。综上
所述幽门螺旋杆菌相关性胃炎细胞模型构建成功。
图2 IL-8的检测结果
2.3 SLDT检测头花蓼对幽门螺杆菌相关性胃炎
作用24h后细胞间隙连接通讯功能的影响 如图3
所示24h时对照组荧光染料通过细胞间隙进入细
胞,镜下细胞发黄绿荧光,荧光染料向邻近细胞最远
传递4列,荧光扩散平均细胞数(见表2);模型组与
对照组比,模型组荧光染料向邻近细胞传递减弱,最
远传递3列(见图3),荧光扩散平均细胞数(见表2,
·002· Guizhou Medical Journal,2015,Vol.39,No.3
P<0.05)有明显变化,荧光扩散平均细胞数减少。
所以模型组减弱了胃黏膜上皮细胞株-GES-1的细
胞间隙连接通讯功能。不同浓度头花蓼的药物组与
模型组比,头花蓼浓度为64μg/mL时荧光染料向
邻近最远细胞传递4列,有明显改善(见图3),荧光
扩散平均细胞数(见表2,P<0.05)有明显变化,荧
光扩散平均细胞数增多。头花蓼浓度为64μg/mL
时改善了 HAG细胞模型组的细胞连接通讯功能。
表2 不同浓度的头花蓼对幽门螺杆菌相关性胃炎作用
24h后GES-1细胞GJIC功能改变
组别 
荧光扩散平均细胞数
- + ++ +++
对照组 56.00  8.00  1.50  3.50
模型组* 27.75  4.00  0.50  0.00
64μg/mL组▲ 55.75  8.75  0.75  0.25
32μg/mL组 43.50  3.75  0.00  0.00
16μg/mL组 45.25  13.00  0.50  0.00
8μg/mL组 40.75  10.00  0.00  0.00
  注:与对照组相比,*P<0.05;与模型组相比,▲P<0.05。
图3 不同浓度的头花蓼对幽门螺杆菌相关性胃炎作用24h后GES-1细胞GJIC功能改变
  综上所述,头花蓼(64μg/mL)作用24h能在
一定程度上改善幽门螺杆菌相关性胃炎的GJIC功
能障碍。
3 讨 论
自1983年澳大利亚学者 Marshal 和 Warren
首次从胃炎和胃溃疡患者的胃黏膜活检标本中成功
分离出H.pylori之后,开始了细菌感染与胃部疾病
相关研究的新领域。目前文献[6]称这类胃炎为
H.pylori相关性胃炎,即 HPAG与 H.pylori感染
显著相关。
采用抗生素治疗 H.pylori后,耐药性强、易导
致菌群失调、根治成功率逐年下降等问题越来越严
重。近10年的大量研究表明,中医药在治疗幽门
螺杆菌相关性胃炎方面存在着很大潜力。因此越来
越多学者开始试图从中医药角度寻求治疗H.pylori
相关性胃炎的新方法和新药物,希望从中寻求一定
的突破[7]。头花蓼对多种细菌具有抑菌作用[8]。前
期实验研究显示头花蓼水提物作用于 H.pylori参
考株ATCC700392 72h后 MIC为4mg/mL,从细
胞水平用 MTT比色法得出头花蓼高于128μg/mL
时,对GES-1细胞增殖有明显的抑制作用。
本实验检测结果显示了 H.pylori参考株
ATCC700392感染引起的胃黏膜上皮细胞间隙连
接通讯功能的抑制,因此 HPAG的细胞间隙连接通
讯功能较正常胃上皮细胞是减弱的。如果在
H.Pylori感染早期根除 H.Pylori或通过药物诱导
增强连接蛋白的表达,改善胃上皮细胞GJIC功能,
将为临床治疗胃炎的提供新的思路,防治其进一步
发展为胃癌。结果显示头花蓼改善了幽门螺旋杆菌
相关性胃炎细胞间隙连接通讯功能的抑制,能有效
治疗幽门螺杆菌感染的早期胃炎。有文献报道[9]大
·102·贵州医药2015年3月第39卷第3期
蒜素可杀灭 H.Pylori,减低 H.Pylori对GJIC功能
的抑制,改善 MGC-803细胞间隙连接通讯功能。
本实验头花蓼和大蒜素相似,都是通过影响细胞间
隙链接发挥作用,改善细胞间隙连接通讯功能。
本研究采用的划痕标记荧光染料示踪技术是一
种检测各种贴壁细胞间隙连接通讯的方法,其采用
的荧光染料不能透过完整的细胞膜,必须通过划痕
损伤的细胞膜才能进入细胞内,经细胞间隙连接传
递至相邻的细胞使之标记,在荧光显微镜下观察,通
过测定荧光染料扩散的距离,反应细胞 GJIC功能
状况。头花蓼改善了幽门螺旋杆菌相关性胃炎细胞
间隙连接通讯功能的抑制,进一步深入研究和明确
头花蓼、H.pylori与胃上皮细胞间隙连接通讯功能
之间的关系和作用机制,可能为以后对细胞连接的
研究奠定了基础,可能为临床胃炎的治疗提供新的
思路和有效途径。
参考文献
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2007.
(收稿日期:2015-01-03)
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·202· Guizhou Medical Journal,2015,Vol.39,No.3