HIF-1α诱导的GPR171表达介导肥大细胞分泌CCL2促进幽门螺杆菌感染期间的胃部炎症

HIF-1α-Induced GPR171 Expression Mediates CCL2 Secretion by Mast Cells to Promote Gastric Inflammation During Helicobacter pylori Infection.

作者信息Hanmei Yuan, Yuetong Li, Hui Wu, Jin Zhang, Tingting Xia, Bin Li, Chao Wu
PMID40320649
发布时间2025-05
DOI10.1111/hel.70042

实验完整度

包含患者样本(IHC/IF)、体外细胞实验(RNA-seq、RT-qPCR、WB、ChIP、双荧光素酶、敲低和ELISA)以及小鼠体内模型(GPR171拮抗剂),并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

RBL-2H3肥大细胞系 HMC-1肥大细胞系 C57BL/6J小鼠幽门螺杆菌感染模型 幽门螺杆菌感染患者胃黏膜组织

重点核对

GPR171在幽门螺杆菌感染肥大细胞中的表达上调 HIF-1α与GPR171启动子HRE2区域的直接结合 GPR171敲低对CCL2分泌的部分抑制作用 ERK1/2抑制剂U0126对CCL2表达的影响 GPR171拮抗剂MS21570在小鼠体内对CCL2和炎症的缓解作用

摘要

背景:幽门螺杆菌感染是慢性胃炎、胃溃疡和胃癌最重要的危险因素之一。肥大细胞在细菌感染中充当关键调节因子。肥大细胞活化的机制及其在幽门螺杆菌感染中的作用仍知之甚少。材料与方法:在胃黏膜组织中,通过免疫组织化学或免疫荧光检测了幽门螺杆菌阴性和阳性患者中肥大细胞数量、G蛋白偶联受体171(GPR171)和CCL2的表达。将肥大细胞与幽门螺杆菌共培养,并进行转录组测序、RT-qPCR和Western blotting(WB)以鉴定参与肥大细胞活化的受体。通过WB、染色质免疫沉淀(ChIP)和双荧光素酶报告基因实验研究HIF-1α调控GPR171表达的分子机制。使用慢病毒敲低、ELISA、WB和IHC评估GPR171在幽门螺杆菌感染中的作用。采用幽门螺杆菌感染的小鼠体内模型评估GPR171阻断对CCL2表达和胃黏膜炎症的影响。结果:在本研究中,我们发现幽门螺杆菌感染患者中肥大细胞数量显著增加,并与炎症严重程度相关。我们发现一个新的受体GPR171在幽门螺杆菌感染时上调并参与肥大细胞活化。此外,幽门螺杆菌感染通过促进缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的活化诱导GPR171表达,HIF-1α直接结合GPR171启动子中的缺氧反应元件并调节其转录活性。阻断或缺失肥大细胞中的GPR171通过ERK1/2信号通路部分抑制CCL2分泌。在人胃黏膜中,肥大细胞来源的CCL2与幽门螺杆菌感染期间的胃部炎症相关。体内小鼠研究表明,幽门螺杆菌感染显著上调CCL2表达,而GPR171抑制部分降低CCL2水平并减轻胃黏膜炎症。结论:我们提供了幽门螺杆菌激活肥大细胞促进胃部炎症的新机制。

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
幽门螺杆菌感染如何激活肥大细胞并促进胃部炎症?
核心机制
幽门螺杆菌感染通过ROS/HIF-1α通路上调肥大细胞GPR171表达,HIF-1α直接结合GPR171启动子HRE增强其转录,GPR171通过ERK1/2信号通路介导CCL2分泌。
主要证据
患者胃黏膜样本中肥大细胞浸润与炎症相关,GPR171和CCL2表达升高;体外实验显示H. pylori诱导GPR171和CCL2表达,GPR171敲低或拮抗剂部分抑制CCL2分泌和ERK1/2磷酸化;小鼠模型中GPR171抑制降低CCL2水平并减轻胃黏膜炎症。
研究意义
为幽门螺杆菌激活肥大细胞促进胃炎提供了新机制,GPR171可能作为治疗幽门螺杆菌相关胃炎的潜在靶点。

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

患者样本中肥大细胞浸润与炎症相关性分析

评估幽门螺杆菌感染患者胃黏膜中肥大细胞数量及其与炎症严重程度的关系

收集116例患者胃活检标本,通过IHC检测Tryptase阳性肥大细胞,根据炎症评分分级,并分析肥大细胞浸润与炎症程度的相关性。

2

体外验证幽门螺杆菌诱导肥大细胞活化及GPR171表达

确定幽门螺杆菌是否激活肥大细胞以及GPR171表达变化

将RBL-2H3和HMC-1细胞与H. pylori共培养,检测脱颗粒(β-己糖胺酶释放)、RNA-seq分析差异基因、RT-qPCR和Western blot验证GPR171表达。

3

研究HIF-1α对GPR171表达的调控机制

验证HIF-1α是否直接结合GPR171启动子并调控其转录

使用CoCl2诱导HIF-1α,检测GPR171表达;使用HIF-1α抑制剂PX-478处理;通过ChIP和双荧光素酶报告基因分析验证HIF-1α与GPR171启动子HRE的结合。

4

评估GPR171对肥大细胞活化和CCL2分泌的影响

确定GPR171是否介导H. pylori诱导的CCL2分泌及信号通路

通过慢病毒shRNA敲低RBL-2H3细胞中的GPR171,检测脱颗粒、细胞因子mRNA和CCL2蛋白水平;使用ERK1/2抑制剂U0126和GPR171拮抗剂MS21570验证信号通路。

5

体内验证GPR171对CCL2表达和胃黏膜炎症的影响

评估GPR171拮抗剂在H. pylori感染小鼠中对CCL2和炎症的作用

使用C57BL/6J小鼠,PMSS1菌株灌胃感染,腹腔注射MS21570或溶剂对照,4周后检测CCL2表达和组织病理学评分。

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
RPMI培养基----
MEM培养基----
脑心浸液平板----
化合物48/80----
TRIzol试剂Invitrogen--
SYBR Green PCR预混液----
LightCycler 480 II实时荧光定量PCR仪Roche--
ROS检测试剂盒ElabscienceE-BC-K138-F
酶标仪TecanSpark
CCL2 ELISA试剂盒MULTI SCIENCES BIOTECHEK387
CCL2 ELISA试剂盒Dakewe Biotech1117392
RIPA裂解液----
PVDF膜Merck MilliporeIPVH00010
牛血清白蛋白----
化学发光底物Invitrogen34577
成像系统Bio-Rad--
SimpleChIP酶法染色质免疫沉淀试剂盒Cell Signaling Technology9003
GV238载体GeneChem--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
DAB显色试剂盒----
DAPI染色剂----
激光扫描共聚焦显微镜Carl Zeiss--
慢病毒载体GenePharma--
嘌呤霉素MCE--
MS21570(GPR171拮抗剂)----
TIANamp细菌DNA提取试剂盒TIANGENDP302

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
患者样本
H. pylori感染状态判定方法(C-14呼气试验和血清抗体分型)、胃黏膜组织样本的炎症分级标准
阅读提示:Materials and Methods 2.1节
体外肥大细胞感染
H. pylori菌株(11637)、MOI=100、共培养时间6小时、细胞系(RBL-2H3和HMC-1)
阅读提示:Materials and Methods 2.5节
HIF-1α调控实验
CoCl2浓度200μM、PX-478浓度25μM、预处理时间2小时、ChIP实验HMC-1细胞数量约30 million
阅读提示:Materials and Methods 2.12节、2.13节
GPR171功能实验
GPR171 shRNA慢病毒转染MOI=50、嘌呤霉素筛选浓度1μg/mL、U0126浓度5μM、MS21570浓度0-20μM
阅读提示:Materials and Methods 2.16节、Figure 5图注
动物实验
小鼠品系(C57BL/6J雌性,6-8周龄)、H. pylori菌株PMSS1(3×10^8 CFU)、灌胃天数(3天)、MS21570剂量(5mg/kg i.p.)、感染周期(4周)
阅读提示:Materials and Methods 2.2节