研究簡(jiǎn)介:本研究通過開發(fā)一種新型的人胃上皮細(xì)胞球體與單核細(xì)胞衍生樹突狀細(xì)胞（MoDCs）的共培養(yǎng)模型，揭示了胃上皮細(xì)胞在幽門螺桿菌（Helicobacter pylori）感染下通過趨化因子依賴性機(jī)制主動(dòng)募集樹突狀細(xì)胞（DCs）的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)為理解胃黏膜免疫反應(yīng)提供了新的視角，并為研究幽門螺桿菌感染的免疫機(jī)制提供了有力的實(shí)驗(yàn)工具。幽門螺桿菌是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致慢性胃炎、消化性潰瘍病和胃癌的主要病原體。胃黏膜中的樹突狀細(xì)胞（DCs）作為抗原遞呈細(xì)胞，在啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，胃黏膜中DCs如何被募集并與胃上皮細(xì)胞相互作用的機(jī)制尚不清楚。本研究通過構(gòu)建胃上皮細(xì)胞球體與MoDCs的共培養(yǎng)模型，模擬了胃黏膜的生理環(huán)境，為研究胃上皮細(xì)胞與免疫細(xì)胞的相互作用提供了新的平臺(tái)。胃上皮細(xì)胞球體通過顯微注射感染幽門螺桿菌，并與MoDCs共培養(yǎng)。

結(jié)果顯示，MoDCs能夠自發(fā)遷移到胃上皮細(xì)胞的基底側(cè)，并與上皮細(xì)胞建立緊密接觸。此外幽門螺桿菌感染顯著增加了DCs的募集，這一過程涉及多種趨化因子的上調(diào)，包括CXCL1、CXCL16、CXCL17和CCL20。這些趨化因子在未感染的胃上皮細(xì)胞中也有基礎(chǔ)分泌水平，但在感染后顯著上調(diào)，表明幽門螺桿菌感染通過增強(qiáng)上皮細(xì)胞趨化因子的分泌來促進(jìn)DCs的募集。此外研究還發(fā)現(xiàn)，與幽門螺桿菌感染的胃上皮細(xì)胞球體共培養(yǎng)的MoDCs能夠吞噬幽門螺桿菌，這進(jìn)一步證實(shí)了胃上皮細(xì)胞與DCs之間的相互作用有助于病原體的采樣和免疫監(jiān)視。通過對(duì)人體胃組織樣本的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌感染的胃組織中趨化因子表達(dá)增強(qiáng)，且DCs與上皮細(xì)胞的接觸增加，這與體外共培養(yǎng)模型的結(jié)果一致。

本研究的創(chuàng)新之處在于開發(fā)了一種能夠模擬胃黏膜生理環(huán)境的共培養(yǎng)模型，該模型不僅允許免疫細(xì)胞與胃上皮細(xì)胞的直接相互作用，還能夠支持幽門螺桿菌的長(zhǎng)期感染。這一模型為研究胃黏膜免疫反應(yīng)提供了新的工具，并為理解幽門螺桿菌感染的免疫機(jī)制提供了新的視角。

Unisense微電極系統(tǒng)的應(yīng)用

Unisense微電極應(yīng)用于精確測(cè)量微小空間內(nèi)的氧濃度。使用直徑為25微米的OX-25克拉克型氧微電極，通過電機(jī)控制的微機(jī)械手將電極放置在胃上皮細(xì)胞球體的表面或內(nèi)部，從而測(cè)量球體腔內(nèi)的氧濃度分布。微電極測(cè)量的氧濃度數(shù)據(jù)表明，胃球體內(nèi)部的微環(huán)境與人體胃黏膜的生理?xiàng)l件相似。這種低氧環(huán)境不僅支持幽門螺桿菌的生長(zhǎng)，還可能影響胃上皮細(xì)胞的代謝和功能。通過模擬這種生理?xiàng)l件，研究人員能夠更準(zhǔn)確地研究幽門螺桿菌感染對(duì)胃上皮細(xì)胞的影響，以及樹突狀細(xì)胞（DCs）在感染中的募集和功能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過構(gòu)建一種新型的人胃上皮細(xì)胞球體與單核細(xì)胞衍生樹突狀細(xì)胞（MoDCs）的共培養(yǎng)模型，揭示了胃上皮細(xì)胞在幽門螺桿菌（Helicobacter pylori）感染下通過趨化因子依賴性機(jī)制主動(dòng)募集樹突狀細(xì)胞（DCs）的現(xiàn)象，并闡明了其潛在的分子機(jī)制。上皮細(xì)胞能夠通過分泌趨化因子主動(dòng)募集樹突狀細(xì)胞（DCs）。在穩(wěn)態(tài)條件下，未感染的胃上皮細(xì)胞球體已經(jīng)能夠分泌多種趨化因子（如CXCL1、CXCL8、CCL20等），并吸引MoDCs向其遷移。這表明胃上皮細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的相互作用是動(dòng)態(tài)的，并且在沒有感染的情況下也存在免疫監(jiān)視機(jī)制。幽門螺桿菌感染顯著增強(qiáng)了胃上皮細(xì)胞對(duì)DCs的募集能力。研究通過共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和趨化因子分析發(fā)現(xiàn)，感染后胃上皮細(xì)胞分泌的趨化因子（如CXCL1、CXCL16、CXCL17、CCL20等）顯著上調(diào)。這些趨化因子的上調(diào)直接促進(jìn)了DCs向胃上皮細(xì)胞的遷移，從而增強(qiáng)了免疫細(xì)胞在感染部位的聚集。對(duì)幽門螺桿菌感染的人體胃組織樣本的分析，研究發(fā)現(xiàn)感染部位的趨化因子表達(dá)顯著增強(qiáng)，且DCs與胃上皮細(xì)胞的接觸增加。這表明體外共培養(yǎng)模型的結(jié)果與體內(nèi)實(shí)際情況一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了研究結(jié)論的可靠性。

圖1、MoDC與胃上皮細(xì)胞球體共培養(yǎng)后會(huì)自發(fā)遷移到胃上皮細(xì)胞的基外側(cè)。(A)DC-上皮球體共培養(yǎng)模型的圖示。(B)代表性培養(yǎng)板底部的熒光共聚焦圖像顯示了積聚細(xì)胞的Matrigel邊界。藍(lán)色，CellTracker DeepRed標(biāo)記的DC；紅色，表達(dá)mCherry的球形細(xì)胞。標(biāo)尺：200μm。(C)具有代表性的胃球體，周圍有CellTracker Green標(biāo)記的MoDCs。相位對(duì)比圖像與綠色熒光圖像的合并。箭頭表示累積的MoDCs。比例尺：200μm。(D)對(duì)延時(shí)圖像的粒子追蹤分析顯示，DC軌跡指向球體。虛線表示球體的位置。圖像由EVOS FL Auto系統(tǒng)以10倍物鏡采集，代表4個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)。(E)表達(dá)mCherry的胃球體和細(xì)胞追蹤DeepRed標(biāo)記的MoDCs(藍(lán)色)的延時(shí)共焦成像顯示MoDCs被快速募集到球體中。共培養(yǎng)開始后不同時(shí)間點(diǎn)獲得的單張圖像和8小時(shí)后獲得的50張切片的Z疊投影(右圖，步長(zhǎng)10μm)。