美研究發現:幽門桿菌能引發胃幹細胞生長

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美國史丹福大學醫學院的一項研究指出:「引發潰瘍的幽門螺桿菌可以直接與胃幹細胞相互作用,從而導致細胞分裂更為迅速。」

「在實驗鼠身上觀察到的細胞分裂研究發現,可以說明為何幽門螺桿菌是人類胃癌的一項危險因素。」專家表示,他們使用3-D顯微鏡深入鑑定胃腺體內的細菌,幹細胞和前體細胞就是增生在胃的內層。每兩個人當中,就有一個人的胃裡有幽門螺旋桿菌的存在。這是少數能夠承受惡劣酸性環境的有機物之一。雖然大多數人沒有症狀,但是約有15%感染細菌的人會導致痛苦的潰瘍,另有1%的細菌會導致胃癌,而胃癌是全世界第三致命的癌症。

醫學博士、兒科、微生物學和免疫學教授Manuel Amieva表示,雖然這種感染可以成功地用抗生素治療,但是這些癌症患者往往不知道自己的病情,直到腫瘤大到足以干擾胃功能時才被發現。 「這種細菌會醞釀多年,當腫瘤開始顯現症狀可能已經太晚了。」

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識別幽門螺桿菌的藏身之處

研究人員早就知道幽門螺旋桿菌會利用躲藏在器官上皮細胞襯裡的保護黏液中來躲避胃酸。它直接在上皮細胞表面上的細菌中生長,並會注入一種稱為CagA的信號蛋白,欺騙細胞傳送營養物質給它。而這種信號蛋白同時也有刺激幹細胞分裂速度的功用。

上皮細胞的生命非常短暫,它會透過駐留在整個胃幹細胞的微小腺體不斷替換:幹細胞可分列為用來填充腺體的前體細胞,然後前體細胞再產生成熟的上皮細胞。流入和流出的腺體通道非常的狹窄,它的直徑只比單一的幽門螺桿菌細胞寬約四倍,並充滿粘液。早期對實驗鼠的研究顯示部分幽門螺桿菌會游到腺體,但當時不知道細菌是否生長活躍在那裡,或是否這種行為也發生在人類身上。一個更系統化的研究是必要的,但難度所在是找到合適的人的胃做此研究。雖然胃的活組織切片檢查也能從胃的頂端提供較粗淺的樣本,但是那卻少了研究人員需要的更深層的組織。

研究人員想出了在減肥手術中抽樣移除胃組織的方法。這些樣品來自健康的胃,其中幽門螺桿菌並不會積極造成潰瘍或癌症。識別組織感染幽門螺旋桿菌的特殊菌株後,他們用共聚焦顯微鏡從四個胃幽門螺旋桿菌重建腺體3-D圖像。所有樣本均顯示在腺體約三分之二的位置有快速分裂前體細胞駐留在螺旋形的細菌菌落。

出乎意料的是,研究人員發現有為數較少的細菌菌落存在有幹細胞的腺體中。當他們對照原先的實驗鼠實驗,發現約30%的腺體有幽門螺旋桿菌存在在其中。

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幽門螺桿菌影響幹細胞

這意外的發現揭開了幽門螺桿菌是如何對細胞轉變為癌細胞過程產生影響。癌症被認為是原先慢慢發展的細胞突然在覆蓋量的控制和數量增生這兩個特徵上發生基因突變。儘管幽門螺旋桿菌已被證明能操縱細胞的控制,成熟的胃上皮細胞存活的時間仍不足以長到有機會突變。「一旦他們到達胃的表面,細胞存活的時間約僅24小時,」Amieva說。 「很難想像,幽門螺旋桿菌會對細胞做出導致癌症的行為。」但是幹細胞就有著極長的壽命,且幽門螺旋桿菌的感染常始於童年。因此有充足的時間對細菌進行互動,並改變幹細胞。

為了觀察幽門螺旋桿菌如何修改幹細胞的行為,研究人員轉而在發育生物學中使用老鼠菌株。這些實驗鼠的幹細胞注入了螢光標記物,使得科學家能識別幹細胞,並追蹤其子細胞。感染幽門螺旋桿菌後兩週,實驗鼠的腺體比未感染的對照組相比,明顯加長與更嚴重發炎。感染鼠腺體中的幹細胞分裂也更加快速。研究人員懷疑CagA可能參與了這個過程。為了證實這個假設,他們在腺體中仍感染幽門螺旋桿菌的實驗鼠身上排除了CageA蛋白,結果觀察到發炎症狀的減輕與幹細胞生長的減緩。

原文出處:http://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150506182834.htm

本文授權轉載自:
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