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BMC Med | 幽门螺杆菌SlyD通过hnRNPK稳定TPT1并增强OCT1介导的CDX2转录激活以驱动胃肠道化生

 智汇基因 2025-02-28 发布于广东

导语


结果:

H.幽门螺杆菌SlyD通过上调TPT1蛋白水平诱导GIM标志物的表达
在这项研究中,作者使用了H。pylori 26695和ΔSlyD菌株刺激人胃上皮细胞,以检查它们对TPT 1和GIM标志物(特别是CDX 2、Villin和MUC 2)表达的影响。RT-qPCR分析显示感染H. pylori 26695和用ΔSlyD菌株感染的那些(图1A)。然而,在感染H. pylori 26695(图1 B)。此外,TPT 1蛋白水平的增加与GIM标志物表达的伴随升高相关(图1C和D)。
Fig. 1

此外,作者用200 ng/ml纯化的HpSlyD蛋白刺激胃上皮细胞。与上述结果一致,HpSlyD刺激后TPT 1 mRNA水平保持不变(图1E)。然而,作者观察到用纯化的HpSlyD蛋白刺激后TPT 1蛋白水平的显著增加(图1F)。除了TPT 1蛋白的上调之外,作者还检测到用纯化的HpSlyD蛋白处理后GIM标志物CDX 2、Villin和MUC 2的表达增加(图1G和H)。总的来说,作者的研究结果表明,虽然H。幽门螺杆菌SlyD不直接影响TPT 1 mRNA的表达,但在提高TPT 1蛋白水平方面起重要作用。TPT 1蛋白的上调与GIM标志物表达的增加有关,表明H. Pylori SlyD通过靶向TPT 1的转录后机制影响胃上皮细胞的化生转化。

H.幽门螺杆菌SlyD通过hnRNPK上调TPT1蛋白表达
进一步探讨H. pylori SlyD对TPT 1蛋白表达的调控作用; pylori 26695和ΔSlyD菌株进行RNA-seq分析。两种菌株之间的比较揭示了H. pylori 26695。GO分析揭示了H. pylori SlyD在生物学过程中的作用,如组蛋白修饰、核膜和细胞-基质连接。此外,KEGG富集分析强调了H. pylori SlyD在途径如人乳头瘤病毒感染、内吞作用、肌动蛋白细胞骨架调节和其他信号传导途径中的作用。

为了缩小参与TPT 1转录后调控的候选者,作者用先前在HpSlyD-GFP稳定细胞系中进行的质谱分析中鉴定的差异表达蛋白质对RNA-seq数据进行了验证[45]。通过整合的方法,hnRNPK被确定为H.幽门螺杆菌SlyD驱动的TPT 1调节(图2A)。HnRNPK是一种众所周知的RNA结合蛋白,参与转录后水平的基因表达调控,影响mRNA稳定性和翻译效率[27,46,47]。随后的验证实验证实,hnRNPK在感染H. pylori 26695,与ΔSlyD菌株和空白组相比(图2 B和C)。
Fig. 2

为了进一步探讨hnRNPK在TPT 1调控中的功能作用,作者在H. pylori 26695感染的胃上皮细胞。有趣的是,虽然在hnRNPK敲低后TPT1 mRNA水平基本保持不变,但TPT1蛋白水平显著降低(图2D和E)。除了对TPT 1蛋白表达的影响之外,hnRNPK敲低还导致GIM标志物CDX 2、绒毛蛋白和MUC 2的表达显著降低(图2F和G)。这些结果表明H. pylori SlyD上调hnRNPK表达,这反过来又提高TPT1蛋白水平而不影响TPT1 mRNA转录,从而促进GIM的进展。

H. pylori SlyD通过促进hnRNPK和TPT1之间的相互作用增强TPT1蛋白的稳定性
为了进一步了解hnRNPK影响TPT 1蛋白表达的调控机制,作者进行了Co-IP测定,以评估胃上皮细胞中hnRNPK和TPT 1之间的相互作用。作者的结果揭示了hnRNPK和TPT 1之间的直接相互作用(图3A)。值得注意的是,这种相互作用在感染H. pylori 26695菌株与ΔSlyD菌株相比,表明H. pylori SlyD促进hnRNPK-TPT 1相互作用。
Fig. 3

此外,为了探索hnRNPK-TPT 1相互作用的功能结果,作者接下来检查了hnRNPK对TPT 1蛋白稳定性的影响。这些测定在hnRNPK敲低后在两种胃上皮细胞系中进行。结果表明,在CHX诱导的新生蛋白质合成减少的条件下,减少的hnRNPK表达显著缩短了TPT 1的半衰期并加速其降解(图3B和C)。这些结果共同表明,H。pylori SlyD促进hnRNPK与TPT 1的相互作用,从而增加TPT 1蛋白在胃上皮细胞中的稳定性。

TPT1通过激活OCT 1促进GIM标志物的表达
为了研究TPT1表达升高如何导致GIM驱动因子CDX2的激活,作者利用UCSC基因组浏览器来预测可能与CDX2启动子结合的转录因子。在预测的候选者中,POU结构域转录因子家族的成员与CDX2密切相关。接下来,作者利用GEPIA 2.0数据库来探索胃组织中TPT1、CDX2和特定POU结构域家族成员之间的相关性。作者的分析显示,POU家族成员OCT 1和POU6F2(RPF 1)均与TPT 1和CDX 2表达呈正相关。重要的是,OCT 1与TPT 1和CDX 2的相关性比POU6F2更强(图4A)。然后作者检测了感染H. pylori 26695或ΔSlyD。结果表明,H. 与ΔSlyD菌株和空白组相比,pylori 26695显著上调OCT 1表达(图4 B)。
Fig. 4

为了进一步建立TPT 1、OCT 1和GIM标志物之间的关系,作者在GES-1和AGS细胞系中进行了TPT 1过表达实验,发现TPT 1的过表达导致OCT 1水平的显著增加,以及GIM标志物的上调(图4C-F)。另外,过表达的OCT 1能够挽救由TPT 1敲低引起的GIM标志物表达的降低(图4G和H)。这种拯救作用突出了OCT 1在介导TPT 1驱动的GIM标志物表达中的关键作用。总之,这些结果表明TPT 1通过OCT 1促进GIM标记,而H. pylori SlyD在该途径中起关键调节剂的作用。

OCT 1与CDX2启动子结合并直接调节其转录
为了阐明OCT 1和CDX 2之间的转录调节机制,作者采用JASPAR数据库来预测OCT 1在CDX 2启动子区域内的潜在结合位点(图5A)。总共鉴定了三个潜在的结合位点(图5B)。然后用含有CDX 2启动子区或其三个突变体的构建体转染HEK 293细胞,然后过表达OCT 1,进行双荧光素酶报告基因测定。结果表明,与阴性对照组相比,当OCT 1过表达时,CDX 2启动子处的荧光素酶活性显著增加。然而,三个结合位点中的每一个中的突变导致荧光素酶活性的显著降低(图5C)。接下来,作者进行了ChIP-qPCR以进一步证实OCT 1与CDX 2启动子的体外直接结合(图5D)。这些发现共同表明,OCT 1作为CDX2的转录调节因子,有助于上调CDX2的表达。
Fig. 5

DHA靶向TPT1抑制H.幽门螺杆菌SlyD诱导的GIM标志物表达
基于作者的研究结果强调TPT1在H. pylori SlyD诱导的GIM标志物表达,作者试图探索潜在的临床药物靶向TPT1抑制H.幽门螺杆菌SlyD诱导的GIM。以前的报告已经确定盐酸布克利嗪[48]、舍曲林[49]和DHA [50]可能是TPT 1的抑制剂。通过分子对接分析,发现所有三种化合物都与TPT 1结合(鉴定了分子和分子间的相互作用)。|亲和力|> 5)。值得注意的是,DHA和TPT 1之间的结合自由能最高,表明存在强相互作用(图6A和B)。随后,向胃上皮细胞补充DHA,然后用纯化的HpSlyD蛋白共刺激,显示TPT 1水平的显著抑制,伴随着GIM标志物表达的下调(图6C和D)。这些结果表明,DHA,作为一种TPT1靶向化合物,有希望作为一个潜在的抑制剂H。pylori相关的GIM标志物表达。
Fig. 6

H.幽门螺杆菌SlyD与人胃粘膜GIM中hnRNPK/TPT 1/OCT 1/CDX 2表达相关
对18例GS和52例GIM组织进行hnRNPK、TPT 1、OCT 1和CDX 2的IHC染色。两组之间的性别和年龄无统计学差异。与GS样品相比,HnRNPK、TPT 1、OCT 1和CDX 2在GIM中显示出更高的表达(图7A和B)。H.幽门螺杆菌阳性患者显示hnRNPK、TPT 1、OCT 1和CDX 2的蛋白水平升高(图7 C)。在H. pylori阳性患者中,进一步分层为HpslyD阴性和HpslyD阳性组揭示了HpslyD阳性组中hnRNPK、TPT 1、OCT 1和CDX 2的蛋白表达增加(图7 D)。
Fig. 7

然后,作者研究了在不同的H. pylori亚组。结果表明,在H. pylori阳性组和HpslyD阳性组,与H. pylori阴性和HpslyD阴性组(图7 E)。值得注意的是,无论H.幽门螺杆菌感染状况。这些发现表明H。pylori SlyD和hnRNPK/TPT 1/OCT 1/CDX 2在人胃粘膜GIM中的表达,突出了这些分子在H.幽门感染

H.幽门螺杆菌SlyD与MG胃粘膜GIM中hnRNPK/TPT 1/OCT 1/CDX 2的表达有关
MGs口服给药,不同的H。pylori菌株或生理盐水,并在73周后收集它们的胃组织。值得注意的是,在感染菌株2的小鼠的胃粘膜中显著的炎症反应是明显的,伴随着GIM腺的存在(图8A)。与空白组和菌株1组相比,菌株2感染组的IHC染色显示胃粘膜中hnRNPK、TPT 1、OCT 1和CDX 2的表达增加(图8A)。这些结果表明,H. pylori SlyD在小鼠中诱导炎症和GIM,可能与hnRNPK、TPT 1、OCT 1和CDX 2的表达增加有关。
Fig. 8

总结

H. pylori SlyD通过hnRNPK上调TPT 1并诱导GIM标志物的表达。hnRNPK与TPT 1的相互作用增强了TPT 1蛋白的稳定性,H. pylori SlyD增强了这种关联。TPT 1通过OCT 1促进GIM标记物的表达,OCT 1结合CDX 2启动子区域,从而调节其转录活性。双氢青蒿素具有靶向TPT 1的潜力,抑制H.幽门螺杆菌SlyD诱导的GIM标志物表达。

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