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幽门螺杆菌感染性胃炎细胞凋亡与bcl-2/bax表达的意义

幽门螺杆菌感染性胃炎细胞凋亡与bcl-2/bax表达的意义

癌症 2000年第1期第19卷 基础研究

作者:李子俊 陈颜芳 彭仲生 林秋雄 聂玉强 王启仪

单位:李子俊 陈颜芳 彭仲生 林秋雄 聂玉强 王启仪(广东省民医院消化内科,广东广州510080)

关键词:胃炎;螺杆菌;幽门;细胞凋亡;增殖细胞核抗原;凋亡基因;

  摘 要:目的:探讨幽门螺杆菌HP引起胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖改变及HP致癌作用的可能机制。方法:采用免疫组织化学方法及脱氧核糖核酸末端转移酶介导的dUTP缺口末端标记(TUNEL)技术,对HP阳性和HP阴性者胃粘膜上皮中增殖细胞,凋亡细胞进行原位观察和比较,同时检测bc1-2/bax蛋白表达状态。结果:HP阳性者胃粘膜上皮细胞增殖指数和凋亡指数显著高于HP阴性者(P<0.01)。bax蛋白表达阳性率在HP阳性组较HP阴性组升高显著(P<0.01),而bcl-2蛋白表达阳性率两组差异不显著(P>0.05)。在HP阳性慢性胃炎中,bcl-2蛋白表达阳性组细胞凋亡指数显著低于阴性组(P<0.01)。bax蛋白表达阳性组细胞凋亡指数显著高于阴性组(P<0.01)。结论:HP可诱导胃粘膜上皮细胞凋亡和过度增殖,bcl-2蛋白低表达和bax蛋白高表达参与此调节机制,推测认为HP在胃癌的发生过程中可能有重要意义。

  分类号:R573.3;R735.2 文献标识码:A

  文章编号:1000-467X(2000)01-0040-02

Apoptosis and the expression of bcl-2 and bax

  in Helicobacter pylori related gastritis

LI Zi-jun, CHEN Yan-fan, PENG Zhong-sheng, et al.

  (Department of Gastroenterology, Guangdong Provincial People s Hospital,

  Guangzhou 510080,P.R.China )

  Abstract:Objective:To investigate the bc1-2 and bax protein expression and its association with apoptosis and cell proliferation in Helicobacter pylori (HP) related gastritis.Methods:Using immunohistochemical staining and terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labelling (TUNEL) technique, we observed bcl-2 and bax protein expression and the change of gastric epithelial apoptotic index (AI) and proliferative index (PI) in HP-related gastritis (n=43).Results:AI and PI in HP positive gastritis were significantly higher than that in HP negative gastritis (P<0.01).The positive rate of bax protein expression in HP positive gastritis was significantly higher than that in HP negative gastritis (P< 0.01), whereas the positive rate of bc1-2 protein expression was similar in both groups (P>0.05). In HP positive gasitritis,the percentage of apoptotic cells in the bcl-2 negative group was higher than that in the bc1-2 positive group, the percentage of apoptotic cells in the bax negative group was lower than that in the bax positive group (P<0.01).Conclusions:HP may be involved in the induction of the apoptosis and proliferation of gastric epithelial cells. The bcl-2 may inhibit apoptosis and the bax may promote apoptosis in HP positive gastritis.

  Key words:Gastritis; Helicobacter pylori; Apoptosis; Cell proliferation; Gene expression ▲

  众多研究显示幽门螺杆菌(HP)是慢性胃炎、消化性溃疡的主要原因,同时与胃癌发生关系密切。国际癌症研究中心(LARC)已将幽门螺杆菌感染列为第一类致癌因子[1]。但究其致癌机制尚不清楚。细胞凋亡是在基因调控下的主动性细胞死亡过程,是程序性细胞死亡的主要形式,该过程的异常与肿瘤的发生及其生物学特性有密切关系[2]。本研究从HP感染的早期胃粘膜病变状态着手,检测胃粘膜组织细胞凋亡、增殖及bcl-2/bax基因表达改变,旨在探讨HP感染引起胃粘膜细胞动力学改变的机制和意义。

  1材料和方法

  1.1材料

  标本取自经胃镜及病理证实为慢性活动性胃炎的患者,共43例,其中HP阳性23例,HP阴性20例。将活检采取的胃粘膜标本行组织病理切片。HP检测采用快速尿素酶试验和病理Warthin-starry(WS)银染色,两项阳性为阳性,两项阴性为阴性。

  1.2细胞凋亡检测

  采用末端转移酶介导的dUTP切口末端标记方法(TUNEL)检测凋亡细胞。简要步骤为石蜡切片经二甲苯脱蜡,梯度酒精水化,蛋白酶K(20mmol/L)处理,Tunel反应液37℃下作用1小时,中止和冲洗后用抗地戈辛复合物作用30分钟,DAB显色,甲基绿复染。细胞核为棕褐色颗粒为阳性。每张切片计数200个细胞以上,每个标本观察4张切片,取平均值,细胞凋亡指数=凋亡细胞数/计数细胞总数×100%,凋亡试剂盒由德国Bochringer mannheim公司生产。

  1.3增殖细胞核抗原(PCNA)免疫组化染色

  用PCNA单克隆抗体进行免疫LSAB组化染色。抗体和LSAB试剂盒购自美国DAK0公司。操作按说明书进行,同时设立阳性及阴性对照。阳性结果为细胞核呈棕黄色颗粒状。

  1.4bcl-2/bax表达检测

  应用bc1-2单抗,bax多抗(DAK0公司产品),微波抗原修复,免疫组织化学LASB染色,DAB显色。光镜下从染色强度和阳性细胞比例两方面评价染色结果并计分。染色强度分为阴性(-),弱阳性(+),阳性(++)和强阳性(+++)。

  1.5统计方法

  计数资料采用卡方检验,计量资料采用t检验。

  2结果

  2.1HP感染与慢性胃炎胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖关系(见表l)

表lHP感染与胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖关系

组别 n 凋亡指数(%,±S) PCNA指数
HP阴性 20 4.12±1.14 10.21±4.34
HP阳性 23 17.18±7.02* 21.60±9.05*

  *与HP阴性组比较P<0.012.2bc1-2在HP相关性慢性胃炎中的表达

  23例HP阳性慢性胃炎中bcl-2表达阳性5例,阳性率为17.4%%,反应强度为(+)。20例HP阴性慢性胃炎中bc1-2表达阳性4例,阳性率20%,反应强度为(+)。HP阳性与HP阴性慢性胃炎中bc1-2表达率差异不明显(P>0.05)。

  2.3bax在HP相关性慢性胃炎中的表达

  23例HP阳性慢性胃炎中17例bax阳性表达,阳性率为73.9%。反应强度为(++)~(+++)。20例HP阴性慢性胃炎中5例bax表达阳性,阳性率为20%,反应强度为(+)~(++)。HP阳性与HP阴性慢性胃炎比较,bax表达率及表达强度差异显著(P<0.01)。<P>2.4HP阳性慢性胃炎中bc1-2及bax表达与细胞凋亡的关系(见表2)

表2HP阳性慢性胃炎中,胃粘膜bcl-2/bax表达与细胞凋亡的关系

组别 n 凋亡指数
bcl-2+ 5 7.47±4.40*
bc1-2- 18 19.26±6.04
bax+ 17 18.59±7.72*
bax- 6 9.98±5.40

  *:阳性与阴性比较,P<0.013讨论

  细胞凋亡是细胞死亡的一种方式,它是在某些生理或病理条件下,细胞受到某种信号的触发后主动参与并遵循一定程序的死亡过程。正常情况下,细胞凋亡与细胞增殖一起维持着组织中细胞总数的动态平衡[3]。当细胞凋亡和/或增殖发生异常,则可能导致疾病特别是肿瘤的发生。

  本研究采用TUNEL技术和PCNA免疫组化染色方法检测HP相关性胃炎胃粘膜组织细胞凋亡和增殖的改变。结果显示,HP感染患者的胃粘膜中,细胞凋亡指数和增殖指数均显著高于无HP感染者(P<0.01)。其原因有作者认为是HP感染首先引起细胞凋亡继而诱发细胞增殖增加[3]。原位观察HP阴性者胃粘膜组织切片,发现仅少量凋亡细胞和增殖细胞散在分布于粘膜表层,而在HP阳性者胃粘膜中,见凋亡细胞和增殖细胞分布于粘膜全层,并深入腺体的底部和固有膜中。此现象表明HP相关性胃炎胃粘膜组织中存在细胞凋亡和增殖的紊乱,这与其他作者报道相一致[4]。尤应注意的是胃粘膜腺体颈部为上皮细胞生发中心。我们发现该部位存在组织细胞凋亡增加,倘若凋亡过度,则必然导致腺体的丢失和萎缩性胃炎发生[4]。这为HP感染在萎缩性胃炎和胃癌发病中的作用提供了依据。

  bc1-2为重要的凋亡抑制基因,bax是bc1-2家族成员之一,与bc1-2作用相反,能促进细胞凋亡。01tvai[5]和Wyllre等[6]研究发现bc1-2/bax比例关系影响细胞凋亡状态。本研究检测了同一蜡块组织切片的bcl-2和bax基因蛋白表达水平,结果表明,在HP相关性慢性胃炎中,bcl-2表达无明显增强,而bax表达则明显高于HP阴性组(P<0.01)。bc1-2表达阳性组,组织细胞凋亡率显著低于bc1-2表达阴性组(P<0.01)。bax表达阳性组细胞凋亡率则明显高于bax阴性组(P<0.01)。结果说明bc1-2/bax蛋白表达参与调节HP感染引起胃粘膜组织细胞凋亡的分子机制,其中主要与活化bax基因介导细胞凋亡有关。

  总之,本研究结果表明HP感染可诱导胃粘膜上皮细胞凋亡及刺激胃粘膜细胞过度增殖,凋亡调控基因bc1-2低表达和/或bax高表达可能参与此调节过程。鉴于HP感染的长期持续性,因此,深入研究HP感染引起胃上皮细胞动力学凋亡增殖改变,将有助于清楚认识HP的致癌机制。

  *通讯作者:Tel:86-20-83827812

  Fax:86-20-83827712

  参考文献:

  [1]胡伏莲.重视幽门螺杆菌与胃肠道疾病关系的研究[J].中华医学杂志,1998,78(7):483.

  [2]Chen G, Sordillo EM,Ramey WG,et al.Apoptosis in gastric epithelial cells is induced by Helicobacter pylori and accompanied by increased expression of BAK[J]. Biochem Biophys Res Commun,1997,239: 626~ 632.

  [3]Jones NL, Shannon PT, Cutz E, et al. Increase in proliferation and apoptosis of gastric epithelial cells early in the natural history of Helicobacter pylori infection[J]. Am J Pathol, 1997,151: 1695~ 1703.

  [4]Correa P, Miller MJ. Carcinogenesis,apoptosis and cell proliferation[J]. Br Med Bull, 1998,54(1): 151~ 162.

  [5]O1tvai ZN,Milliman CL, Korsmeyer SJ. Bcl-2 heterodimerizes in vivo with a conserved homolog, Bax, that accelerates programmed cell death[J]. Cell,1993,74: 609~ 619.

  [6] Wyllie AH. Apoptosis. Death gets a brake[J]. Nature,1994,369: 272~ 273.

收稿日期:1999-01-18

修回日期:1999-03-12


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