趙忠?guī)r,王江濱,劉冬琦,李 巖
(吉林大學(xué)1.中日聯(lián)誼醫(yī)院a.急救醫(yī)學(xué)科;b.消化內(nèi)科,吉林 長(zhǎng)春 130033;2.公共衛(wèi)生學(xué)院)
*通訊作者
幽門(mén)螺桿菌是人類(lèi)最常見(jiàn)的病原性細(xì)菌,是慢性胃炎、消化性潰瘍等疾病發(fā)生的主要病因,并與胃腺癌、胃粘膜相關(guān)淋巴組織淋巴瘤的發(fā)生密切相關(guān),WHO已將其列為一類(lèi)致癌因子[1]。由于目前根除HP治療方案存在許多弊端,近年來(lái)人們逐漸開(kāi)始關(guān)注微生態(tài)療法在HP根除治療中的應(yīng)用,有研究發(fā)現(xiàn),益生菌中的某些菌株對(duì)HP的生長(zhǎng)具有抑制作用[2],本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究從健康人糞便中篩選并建立了具有拮抗HP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)菌株SS1和NCTC11637作用的嗜酸乳桿菌L6,對(duì)其耐酸、耐堿等生物學(xué)特性及其在胃內(nèi)存留時(shí)間和毒理進(jìn)行了深入的研究[3],證明該株嗜酸乳桿菌具有穩(wěn)定的抑制HP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)菌株作用。本研究旨在探討該株嗜酸乳桿菌拮抗幽門(mén)螺桿菌作用的可能機(jī)制。
1.1 嗜酸乳桿菌L6的建立及培養(yǎng)方法 L6由本實(shí)驗(yàn)室通過(guò)從健康體檢者糞便中篩選而建立,采用固體培養(yǎng)法傳代培養(yǎng),收集細(xì)菌后調(diào)整細(xì)菌濃度分別為9logCFU/ml、8logCFU/ml、7logCFU/ml。
1.2 SGC-7901細(xì)胞株及培養(yǎng)方法 SGC-7901細(xì)胞株購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞生物研究所。細(xì)胞培養(yǎng)基為含10%胎牛血清的RPMI1640(Gibco BRL)完全培養(yǎng)液,細(xì)胞置于含5%CO2、95%空氣的CO2孵箱中,在37℃、95%濕度條件下培養(yǎng)。
1.3 L6與SGC-7901細(xì)胞的黏附及其對(duì)細(xì)胞存活率的影響 將SGC-7901細(xì)胞接種于內(nèi)置載玻片的含20%胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液的6孔培養(yǎng)板中,待細(xì)胞密度達(dá)80%時(shí),用RPMI1640沖洗2次,分別加入終濃度為7logCFU/ml、8logCFU/ml和9logCFU/ml的嗜酸乳桿菌L6 PMI1640培養(yǎng)液,在37℃,5%CO2環(huán)境中培養(yǎng),分別于1、6、12、和24 h終止培養(yǎng),取出載玻片,PBS漂洗2次,自然干燥,甲醇固定15 min,革蘭染色,油鏡下隨機(jī)選擇50個(gè)細(xì)胞,計(jì)算其可視性細(xì)胞表面的細(xì)菌數(shù),計(jì)算黏附指數(shù)(黏附細(xì)菌數(shù)/細(xì)胞數(shù)×100%)的均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差,同時(shí)選擇與L6粘附的SGC-7901細(xì)胞以臺(tái)盼藍(lán)進(jìn)行染色并計(jì)數(shù)其細(xì)胞總數(shù)和存活細(xì)胞數(shù),換算成細(xì)胞存活率(活細(xì)胞數(shù)/細(xì)胞總數(shù)x 100%)。
1.4 嗜酸乳桿菌L6對(duì)HP與SGC-7901細(xì)胞黏附的拮抗效應(yīng) 將已有SGC-7901細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的載玻片置于6孔培養(yǎng)板中,當(dāng)SGC-7901細(xì)胞密度達(dá)80%時(shí),以下述3種方法分別觀察嗜酸乳桿菌L6對(duì)HP的拮抗效應(yīng)。(1)排除實(shí)驗(yàn):先將不同濃度的嗜酸乳桿菌L6分別加入6孔培養(yǎng)板上(37℃,5%CO2)30 min,洗滌去除未黏附的L6,然后再加入HP懸液,繼續(xù)孵育30 min后計(jì)數(shù)HP黏附指數(shù)。(2)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn):將HP懸液與不同濃度L6同時(shí)加入6孔培養(yǎng)板中混勻,1 h后洗滌3次,以后處理方法同上。(3)替換實(shí)驗(yàn):先將HP懸液加入6孔培養(yǎng)板中(37℃,5%CO2),30 min后,洗滌去除未黏附的HP,然后再加入不同濃度的L6,混勻后繼續(xù)孵育30 min,處理方法同上。
1.5 上清液中IL-8的測(cè)定 將SGC-7901細(xì)胞懸浮在24孔板RPMI1640培養(yǎng)液中,37℃,5%CO2環(huán)境中培養(yǎng)24 h后,將HP與不同濃度的嗜酸乳桿菌L6加入培養(yǎng)液中共同培養(yǎng),分別于培養(yǎng)6、12、24 h后取上清液通過(guò)ELISA方法測(cè)定IL-8的含量,并與單獨(dú)加入HP和單獨(dú)加入9logCFU/ml嗜酸乳桿菌進(jìn)行比較。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有數(shù)據(jù)均采用方差分析及t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 嗜酸乳桿菌L6具有與SGC-7901細(xì)胞黏附的能力,其黏附指數(shù)在一定時(shí)間范圍內(nèi)隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)而增高,在黏附后12 h達(dá)高峰。此外,黏附指數(shù)還隨細(xì)菌濃度的增加而增高,與對(duì)照組比較有顯著性差異,P<0.05,見(jiàn)表1。
2.2 嗜酸乳桿菌 黏附 、12和 的7901細(xì)胞的存活率與未被黏附的細(xì)胞存活率相比無(wú)顯著差異,且細(xì)胞存活率不受細(xì)菌濃度及黏附時(shí)間的影響,見(jiàn)表2。
2.3 嗜酸乳桿菌L6對(duì)HP與SGC-7901細(xì)胞的黏附具有明顯的拮抗作用,且這種拮抗作用隨細(xì)菌濃度的增加而逐漸增強(qiáng),與單純HP組比較差異顯著,P<0.05;與L6的作用時(shí)間早晚有一定關(guān)系,排除實(shí)驗(yàn)比替換實(shí)驗(yàn)明顯增強(qiáng),兩者比較差異顯著,P<0.05,見(jiàn)表3。
2.4 嗜酸乳桿菌L6可以明顯拮抗HP誘導(dǎo)SGC-7901細(xì)胞產(chǎn)生IL-8,且隨著細(xì)菌濃度的增加和作用時(shí)間的延長(zhǎng),其對(duì)HP誘導(dǎo)的IL-8分泌的拮抗作用逐漸增強(qiáng),12 h后,濃度為9logCFU/ml組明顯高于濃度為7logCFU/ml組和濃度為8logCFU/ml組,各組比較差異顯著,P<0.05;而嗜酸乳桿菌L6本身幾乎不刺激上皮細(xì)胞分泌IL-8,見(jiàn)表4。
表1 嗜酸乳桿菌L6與SGC-7901細(xì)胞粘附能力分析
表2 嗜酸乳桿菌L6粘附SGC-7901細(xì)胞后細(xì)胞存活率的比較
表3 嗜酸乳桿菌L6對(duì)HP與SGC-7901細(xì)胞粘附拮抗作用分析
表4 嗜酸乳桿菌L6對(duì)HP誘導(dǎo)IL-8分泌的抑制效應(yīng)
幽門(mén)螺桿菌(HP)是人類(lèi)最常見(jiàn)的病原性細(xì)菌,是慢性胃炎、消化性潰瘍等疾病發(fā)生的主要病因,并與胃腺癌、胃粘膜相關(guān)淋巴組織淋巴瘤的發(fā)生密切相關(guān),WHO已將其列為一類(lèi)致癌因子。HP對(duì)胃粘膜造成損害的前提是必須黏附于胃粘膜上皮細(xì)胞,進(jìn)一步引起上皮細(xì)胞的某些行為改變,如分泌炎性細(xì)胞趨化因子,激活中性粒細(xì)胞等,同時(shí)胃上皮細(xì)胞還可作為抗原呈遞細(xì)胞引發(fā)T淋巴細(xì)胞的活化,最終導(dǎo)致中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞在胃粘膜內(nèi)浸潤(rùn),引起胃粘膜炎癥反應(yīng)[4,5]。HP在人類(lèi)的感染率已高達(dá)50%以上,其感染引起的炎癥反應(yīng)是其重要的致病機(jī)制之一[6]。由于HP為非侵入性細(xì)菌,其所引起的炎癥反應(yīng)是通過(guò)第二信使來(lái)完成的,關(guān)于第二信使目前研究較多的是炎癥細(xì)胞趨化因子,如IL-2、IL-6、IL-8及腫瘤壞死因子等,特別是IL-8研究的比較深入,是目前比較肯定的炎癥介質(zhì),其誘導(dǎo)的炎細(xì)胞聚集是HP引起胃粘膜病變的關(guān)鍵因素,并且有研究進(jìn)一步證明,只有活的HP才能誘發(fā)IL-8的分泌,且HP與胃粘膜上皮細(xì)胞的黏附是誘發(fā)上皮細(xì)胞IL-8分泌的先決條件[7]。從以上的研究中我們可以看出,阻斷HP的黏附是治療HP感染的重要環(huán)節(jié)。
益生菌是通過(guò)改善胃腸內(nèi)菌群的平衡,對(duì)宿主起到有益作用的活性微生物,具有抵御外源細(xì)菌定植所表現(xiàn)出的定植抗性,即益生菌通過(guò)黏附素與粘膜上皮細(xì)胞受體黏附,然后占位定植,以阻止病原菌與粘膜受體結(jié)合從而抑制病原菌的黏附[8]。黏附是益生菌發(fā)揮作用的首要條件,因此,益生菌的定植抗性是衡量其生態(tài)效應(yīng)的重要指標(biāo)。
嗜酸乳桿菌是人類(lèi)胃腸道內(nèi)主要的益生菌,有研究表明,其有明顯的拮抗HP的作用,但其作用機(jī)制尚不清楚,可能與嗜酸乳桿菌對(duì)胃上皮細(xì)胞的高度親和力有關(guān),由于嗜酸乳桿菌的快速生長(zhǎng)使得它能分泌大量的乳酸,可以直接對(duì)黏附在上皮細(xì)胞的HP起抑制作用,而不干擾胃粘膜的粘液層[10]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌能阻止HP在鼠胃內(nèi)的定植,這可能與嗜酸乳桿菌阻礙了HP的黏附有關(guān)[10]。嗜酸乳桿菌對(duì)胃粘膜表面的選擇性黏附被認(rèn)為是影響其在有胃液存在的環(huán)境中定植的一個(gè)重要因素,嗜酸乳桿菌產(chǎn)生的乳酸、乙酸、乙酰醋酸等有機(jī)酸在消化道粘膜的分布明顯多于消化道內(nèi)容物的分布,這些黏附在消化道粘膜表面的有機(jī)酸,對(duì)消化道病菌的黏附也起到一定的屏障作用[13-14]。
本研究以黏附和黏附抑制為切入點(diǎn),選用胃粘膜上皮細(xì)胞為靶細(xì)胞,觀察了嗜酸乳桿菌對(duì)胃黏膜上皮細(xì)胞的粘附情況,結(jié)果顯示,本實(shí)驗(yàn)室篩選的嗜酸乳桿菌L6對(duì)胃黏膜上皮細(xì)胞具有粘附性,隨濃度的增加粘附性逐漸增強(qiáng),且粘附后不影響細(xì)胞的存活率;L6對(duì)HP與胃黏膜上皮細(xì)胞的粘附起拮抗作用,且在HP與胃黏膜細(xì)胞粘附之前應(yīng)用嗜酸乳桿菌的拮抗作用更明顯;嗜酸乳桿菌L6還可抑制HP誘導(dǎo)胃上皮細(xì)胞分泌Il-8,而其本身并不引起IL-8的分泌,為嗜酸乳桿菌L6在微生態(tài)制劑開(kāi)發(fā)中的價(jià)值提供依據(jù)。
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