COVID-19后对雄性小鼠慢性胃炎及胃细胞和分子特征的影响

Post-COVID-19 Effects on Chronic Gastritis and Gastric Cellular and Molecular Characteristics in Male Mice

作者信息Haengdueng Jeong, Sung-Hee Kim, Jiseon Kim, Donghun Jeon, Chanyang Uhm, Heeju Oh, Kyungrae Cho, In Ho Park, Jooyeon Oh, Jeong Jin Kim, Sang-Ho Jeong, Ji-Ho Park, Jun Won Park, Jun-Won Yun, Jun-Young Seo, Jeon-Soo Shin, James R Goldenring, Je Kyung Seong, Ki Taek Nam
PMID40157534
发布时间2025
DOI10.1016/j.jcmgh.2025.101511

实验完整度

包含转录组测序、免疫组化、多重免疫细胞分析、幽门螺杆菌共感染模型及组织学评估等体外和体内多层验证。

主要模型

K18-hACE2小鼠 幽门螺杆菌SS1感染小鼠模型 SARS-CoV-2与幽门螺杆菌共感染小鼠模型

重点核对

K18-hACE2小鼠(雄性) SARS-CoV-2经吸入感染,剂量为1×10^6 PFU 幽门螺杆菌SS1口服接种,剂量为1×10^8 CFU 感染时间点:SARS-CoV-2后2、5、7、14天及4周;幽门螺杆菌后20周 组织学评估:胃黏膜厚度、免疫细胞计数

摘要

背景与目的:自奥密克戎变异株成为严重急性呼吸综合征冠状病毒2型的主要变异株以来,与COVID-19相关的死亡率显著下降。然而,有SARS-CoV-2感染史的患者一直遭受通常称为“长新冠”的后遗症,影响多个器官。然而,此前尚不清楚SARS-CoV-2对胃细胞和疾病进展的影响。我们旨在研究SARS-CoV-2感染是否影响胃细胞,以及COVID-19后状况是否可导致严重的胃病。方法:对SARS-CoV-2感染后7天的雄性K18-hACE2小鼠的胃标本进行转录组分析,以进行分子谱分析。为了研究SARS-CoV-2在胃癌发生中的潜在作用,还让受非致死性COVID-19影响的K18-hACE2小鼠接种幽门螺杆菌SS1。结果:尽管胃中没有病毒传播和病理特征,但SARS-CoV-2感染导致该器官的分子谱和某些免疫亚群发生显著变化。值得注意的是,与化生和胃癌相关的基因集在病毒感染后显著富集。结果,这些小鼠的慢性炎症反应和癌前转变得到促进。结论:SARS-CoV-2感染间接导致胃在细胞和分子水平上发生深刻且急性后COVID-19的改变,导致与幽门螺杆菌共感染后的不良后果。我们的结果表明,人类的两种常见病原体产生负协同效应,并提供了COVID-19后时代严重慢性胃炎风险的证据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SARS-CoV-2感染是否影响胃细胞,并是否与幽门螺杆菌共感染加重胃病进展?
核心机制
SARS-CoV-2感染通过改变胃部分子特征(如CDX2、CLDN4上调)和增强巨噬细胞、肥大细胞等免疫细胞浸润,与幽门螺杆菌感染产生负协同效应,促进慢性炎症和癌前病变。
主要证据
基于K18-hACE2小鼠模型,转录组分析显示超过1100个基因差异表达,基因集富集分析显示化生和早期胃癌相关通路富集;组织学显示共感染组胃黏膜增厚、免疫细胞浸润增加、壁细胞丢失及化生细胞增多。
研究意义
研究揭示了SARS-CoV-2与幽门螺杆菌共感染对胃病进展的负面影响,为COVID-19后时代严重慢性胃炎风险提供了证据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SARS-CoV-2感染对胃的直接影响评估

确定SARS-CoV-2是否直接感染胃组织并引起病理变化。

K18-hACE2小鼠经吸入感染SARS-CoV-2,在不同时间点(2、5、7、14天及4周)收集胃和肺组织,进行组织病理学分析和原位杂交检测病毒RNA。

2

胃部转录组和免疫细胞分析

分析SARS-CoV-2感染后胃组织的分子和免疫变化。

在感染后7天收集胃标本,进行RNA测序分析差异表达基因,并采用CIBERSORTx预测免疫细胞组成,同时通过细胞因子阵列检测血清细胞因子水平。

3

幽门螺杆菌共感染模型建立

评估SARS-CoV-2与幽门螺杆菌共感染对胃病进展的影响。

建立三种模型:仅幽门螺杆菌感染、SARS-CoV-2感染后4周接种幽门螺杆菌(pre-COVID)、幽门螺杆菌感染后4周感染SARS-CoV-2(post-COVID),在幽门螺杆菌感染后20周处死小鼠。

4

共感染后胃组织病理学和免疫细胞分析

比较不同感染顺序下胃炎严重程度和免疫细胞变化。

对胃组织进行H&E染色评估黏膜厚度和炎症,免疫组化检测ATP4A、MIST1、MUC5AC、MKI67等标记物,并计数免疫细胞(巨噬细胞、肥大细胞、CD4 T细胞等)。

5

转录组分析共感染后的分子变化

揭示SARS-CoV-2共感染对幽门螺杆菌感染胃的分子机制影响。

从post-COVID小鼠胃标本提取RNA进行测序,进行基因本体分析、GSEA分析,并验证特定基因和蛋白表达(如Wfdc2、p-STAT3、p-ERK)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
伊红YSigmaE4009
RNAscope 2.5 HD红色检测试剂盒ACD322350
抗CDX2抗体Abcamab76541
抗CLDN4抗体Abcamab210896
抗幽门螺杆菌抗体Abcamab7788
抗ATP4A抗体MBLDO31-3
抗MIST1抗体CST14896
抗MUC5AC抗体InvitrogenMA5-12178
抗MKI67抗体Abcamab16667
抗F4/80抗体CST70076
抗类胰蛋白酶抗体MerckMAB1222
抗CD4抗体CST25229
抗CD44v9抗体Cosmo BioLKG-M002
抗Siglec F抗体BD Biosciences552125
抗中性粒细胞抗体Abcamab2557
抗磷酸化ERK1/2抗体CST4370
抗磷酸化STAT3抗体CST9134
凝集素GSII,Alexa488偶联物ThermoLS21415
Alexa488标记驴抗小鼠IgGInvitrogenA21202
Alexa488标记驴抗兔IgGInvitrogenA21206
Cy3标记山羊抗兔IgGInvitrogenA10520
Cy3标记山羊抗大鼠IgGInvitrogenA10522
Cy5标记山羊抗小鼠IgGJackson Laboratories115-175-146
SeaPlaque琼脂糖Lonza50105
胎牛血清GibcoA5256701
青霉素/链霉素Thermo15140122
微需氧罐BD260622
气体包BD260678
TRIzol试剂Invitrogen15596026
ImProm-II逆转录系统PromegaA3800
SYBR GreenTakaraRR82LR
小鼠细胞因子阵列试剂盒R&D SystemsARY006
通用基因组DNA提取试剂盒TAKARA9765
血液分析仪(BC-5000)Mindray Global--
中性缓冲福尔马林Sigma--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
雄性K18-hACE2小鼠,购自Jackson Laboratory
阅读提示:Methods, Animals
SARS-CoV-2感染
SARS-CoV-2剂量:1×10^6 PFU,吸入给药30分钟
阅读提示:Methods, Mouse Infection With SARS-CoV-2 and Hpylori
幽门螺杆菌感染
幽门螺杆菌SS1剂量:1×10^8 CFU,口服3次,间隔2天
阅读提示:Methods, Mouse Infection With SARS-CoV-2 and Hpylori
共感染时间点
post-COVID:幽门螺杆菌感染后4周感染SARS-CoV-2;pre-COVID:SARS-CoV-2感染后4周感染幽门螺杆菌
阅读提示:Methods, Mouse Infection With SARS-CoV-2 and Hpylori
组织学分析
组织固定于10%中性缓冲福尔马林24小时,石蜡包埋,4μm切片
阅读提示:Methods, Histopathologic Analysis
转录组分析
RNA提取使用TRIzol,RNA测序由Macrogen执行
阅读提示:Methods, Transcriptomic and Bioinformatic Analyses